У млекопитающих, включая человека, кровь течет по кровеносной системе, перекачиваемой четырехкамерным сердцем. При возвращении к сердцу после доставки питательных веществ и кислорода ко всем частям тела кровь обедняется кислородом. Легкие постоянно извлекают кислород из атмосферы, чтобы восполнить запасы крови. Но для того, чтобы это восполнение произошло, система кровообращения должна иметь способ посылать кровь в легкие, чтобы получить новый запас кислорода. Эту функцию выполняют сердце и система артерий и вен.
Общее правило состоит в том, что по артериям течет кровь, насыщенная кислородом, а по венам - кровь деоксигенированная. Однако из этого правила есть одна пара исключений - легочная артерия и легочная вена. По легочной артерии проходит кровь с низким содержанием кислорода, а по легочной вене - кровь, обогащенная кислородом. Каждая из четырех камер сердца (два предсердия и два желудочка) имеет большой кровеносный сосуд, ведущий в нее или из нее. Другими словами, каждая камера либо откачивает кровь из сердца, либо втягивает кровь в него.
В случае легочной артерии она связана с правым желудочком сердца. Когда правый желудочек сокращается, он перекачивает кровь в легочную артерию, которая ведет в легкие. Кровь, которая поступает в правый желудочек, является бедной кислородом кровью, которая возвращается из всех частей тела.
Достигнув тонкой сети кровеносных сосудов в легочной ткани, кровь выделяет углекислый газ и поглощает кислород. Сеть сосудов в легких приводит к все более и более крупным сосудам, которые в конечном итоге становятся легочной веной (следуя направлению кровотока к сердцу). Легочная вена ведет к левому предсердию сердца, камере, которая доставляет богатую кислородом кровь в левый желудочек. Когда левый желудочек сокращается, насыщенная кислородом кровь перекачивается через большой сосуд, называемый аортой. Аорта разветвляется на сеть артерий и ведет к все более мелким сосудам, которые соединяются со всеми частями тела. Насыщенная кислородом кровь снова поступает в организм, чтобы обеспечить организм необходимым кислородом.
Так же, как и в легочной ткани, сеть сосудов (тончайшими из которых являются капилляры), идущие от сердца, непрерывна с теми, которые идут обратно к сердцу. Таким образом, кровеносная система в целом представляет собой контур. Красные кровяные тельца (эритроциты) содержат сложное белковое соединение на основе железа, называемое гемоглобином. Эритроциты и содержащийся в них гемоглобин связывают кислород и углекислый газ, выделяя углекислый газ и забирая кислород из легких.