血液在心血管系统中周而复始定向流动的过程。在心脏的推动下，血液沿着血管按一定方向不停地流经全身各器官组织，完成气体、营养分、代谢终产物、盐类等物质的运输、交换和热量、体液分配等作用，保证机体的正常生理活动。

血液循环系统可分为开放式循环系统和封闭式循环系统。无脊椎动物中的绝大多数节肢动物和许多软体动物是开放式循环系统，即血液由心脏泵出，经过动脉进入开放的体液腔（血腔），然后由心脏壁上的开口（心门）回到心脏。血腔是内脏器官之间的空隙，所含的血淋巴可直接浸浴组织。开放循环的血腔占体容量的20～40%；血压很低，为≤5～10mmHg。某些环节动物、棘皮动物、低等脊索动物和所有脊椎动物是封闭式循环系统。其血容量只占体容量的5～10%。环节动物、棘皮动物、低等脊索动物没有真正的心脏，只有由肌肉壁构成的能搏动的血管。进化到鱼类，出现了中空、能搏动的心脏，但没有中隔，是一心房一心室的两腔心脏。血流单向从静脉窦，经心房、心室、动脉圆椎进入鳃循环，吸入氧放出二氧化碳，然后再流到背动脉，供应全身各部，最后流回心脏。所以鱼类的血液每次循环，只有一次经过心脏。两栖动物用肺呼吸，除了体循环外，还有肺循环。心房出现了纵隔，但心室只有一个。来自肺的氧合血经肺静脉入左心房，流入心室的左侧部分；来自身体的脱氧血则经静脉窦、右心房流入心室的右侧部分。因心室没有纵隔，氧合血与脱氧血在一定程度上有所混合，故称不完全的双循环。海龟、蜥蜴、蛇等爬行动物，心室出现纵隔但不完整，血液在心室中仍有一些混合。鸟类和哺乳动物的心房和心室完全分为左右两个，肺动脉与右心室相连，右主动脉弓（鸟类）或左主动脉弓（哺乳类）与左心室相连，两种血液不再混合。由左心室射出的血液，经主动脉及其大、小动脉，流向全身各部的毛细血管网，然后再经小、大静脉到前后腔静脉，最后流回到右心房，这一循环过程称体循环或大循环。在这一循环中，由左心室射出的动脉血含有较多的氧气和营养物质，可透过毛细血管壁经组织液进入细胞，供细胞新陈代谢需要。而细胞新陈代谢的终产物包括二氧化碳，则经组织液透过毛细血管壁进入血液，使动脉血转变为静脉血。由右心室射出的血液，经过肺动脉及其大、小分支，到肺的毛细血管网，然后通过小、大静脉汇合到肺静脉，最后进入左心房，这一循环过程称肺循环或小循环。在这一循环中，由右心室射出的静脉血中二氧化碳可透过肺毛细血管壁进入肺泡气，肺泡气中一部分氧气则透过毛细血管壁进入血液，使血液含氧量增加，静脉血又转变为动脉血。血液循环一次所需的时间：人23秒，马31秒，鸡2.8秒，鸭2～3秒。

淋巴循环、门脉循环和肾循环是体循环的旁枝。部分组织液流入毛细淋巴管形成淋巴，经淋巴系统回流入大静脉。血液经过门脉循环时，可摄取从消化道吸收的各种营养物质。经肾循环排泄过剩的水分和各种新陈代谢的终产物。