Bei Säugetieren, einschließlich des Menschen, fließt Blut durch das Kreislaufsystem, das von einem Vierkammerherz gepumpt wird. Wenn es zum Herzen zurückkehrt, nachdem alle Teile des Körpers mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt wurden, ist das Blut an Sauerstoff erschöpft. Die Lunge entzieht der Atmosphäre ständig Sauerstoff, um das Blut wieder aufzufüllen. Damit diese Wiederauffüllung stattfinden kann, muss das Kreislaufsystem jedoch eine Möglichkeit haben, das Blut in die Lunge zu leiten, um eine neue Sauerstoffversorgung aufzunehmen. Das Herz und ein System von Arterien und Venen übernehmen diese Funktion.
Die allgemeine Regel ist, dass Arterien sauerstoffreiches Blut und Venen sauerstoffarmes Blut transportieren. Die Regel hat jedoch ein Paar Ausnahmen, und das sind die Lungenarterie und die Lungenvene. Die Lungenarterie führt sauerstoffarmes Blut und die Lungenvene führt sauerstoffangereichertes Blut. Jede der vier Herzkammern (zwei Vorhöfe und zwei Ventrikel) hat ein großes Blutgefäß, das entweder hinein- oder hinausführt. Mit anderen Worten, jede Kammer pumpt entweder Blut aus dem Herzen oder zieht Blut hinein.
Im Fall der Pulmonalarterie ist sie mit der rechten Herzkammer verbunden. Wenn sich die rechte Herzkammer zusammenzieht, pumpt sie Blut in die Lungenarterie, die zur Lunge führt. Das Blut, das der rechten Herzkammer zugeführt wird, ist sauerstoffarmes Blut, das aus allen Teilen des Körpers zurückgekehrt ist.
Am feinen Gefäßnetz des Lungengewebes angekommen, gibt Blut Kohlendioxid ab und nimmt Sauerstoff auf. Das Gefäßnetz in der Lunge führt zu immer größeren Gefäßen, die schließlich zur Lungenvene (in Richtung des Blutflusses zum Herzen) werden. Die Lungenvene führt zum linken Vorhof des Herzens, einer Kammer, die sauerstoffreiches Blut in die linke Herzkammer liefert. Wenn sich die linke Herzkammer zusammenzieht, wird frisch mit Sauerstoff angereichertes Blut durch ein großes Gefäß, die Aorta, gepumpt. Die Aorta verzweigt sich in ein Netz von Arterien und führt zu immer kleineren Gefäßen, die mit allen Körperteilen verbunden sind. Das sauerstoffreiche Blut wird erneut zugeführt, um den Körper mit dem benötigten Sauerstoff zu versorgen.
Genau wie im Lungengewebe ist das Netzwerk der vom Herzen führenden Gefäße (die feinsten sind Kapillaren) mit denen, die zum Herzen zurückführen, kontinuierlich. Somit ist das Kreislaufsystem in seiner Gesamtheit ein Kreislauf. Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) enthalten die komplexe, auf Eisen basierende Proteinverbindung namens Hämoglobin. Die Erythrozyten und das darin enthaltene Hämoglobin binden Sauerstoff und Kohlendioxid, geben Kohlendioxid in die Lunge ab und nehmen Sauerstoff aus der Lunge auf.