17世纪早期，威廉哈维发现了血液在身体内部是如何流动的。他的发现与盖仑提出的血液流动理论相互矛盾，而盖仑的理论已经向医生们讲授了几个世纪。盖仑认为：心脏和肝脏产生血液，并将它们输送到身体的各个部位，在那里，血液很快被耗尽并被新鲜血液所替代。哈维的实验表明，如果这个观点是正确的，那么一个人一天要制造550磅(250千克)的血液！或许是受当时已经为人所用的蒸汽泵的启发，哈维认为心脏是一个由4个腔组成的泵。随着血液流遍全身，它所携带的氧气被耗尽。这种血叫做缺氧血(图中显示为蓝色)，之后它进入右心房。血液从这里被泵入右心室，之后进入肺部，在此吸收更多的氧气。携带氧气的血(红色部分)随后回流至心脏，进入左心房，流进左心室，这是最有力量的腔，它将血液又泵回到身体的各个组织。向心脏输送血液的血管叫静脉，而运送血液离开心脏的血管叫动脉。静脉瓣和心脏中的瓣膜起到阻止血液流错方向的作用。
血液循环示意图
血液循环的分类
一、体循环：左心室－>主动脉－>全身小动脉－>全身毛细血管－>全身小静脉－>上下腔静脉－>右心房
体循环开始于左心室。血液从左心室搏出后，流经主动脉及其派生的若干动脉分支，将血液送入相应的器官。动脉再经多次分支，管径逐渐变细，血管数目逐渐增多，最终到达毛细血管，在此处通过细胞间液同组织细胞进行物质交换。血液中的氧和营养物质被组织吸收，而组织中的二氧化碳和其他代谢产物进入血液中，变动脉血为静脉血。此间静脉管径逐渐变粗，数目逐渐减少，直到最后所有静脉均汇集到上腔静脉和下腔静脉，血液即由此回到右心房，从右心房再到右心室，从而完成了体循环过程。
心脏各部分名称
二、肺循环：右心房→右心室→肺动脉→肺泡周围的毛细血管→肺静脉→左心房→左心室→主动脉→全身组织处的毛细血管
肺循环自右心室开始。静脉血被右心室搏出，经肺动脉到达肺泡周围的毛细血管网，在此排出二氧化碳，吸收新鲜氧气，变静脉血为动脉血，然后再经肺静脉流回左心房。左心房的血再入左心室，又经大循环遍布全身。这样血液通过体循环和肺循环不断地运转，完成了血液循环的重要任务。
三、冠脉循环：冠脉循环是为了给心脏自身提供其所需要的营养物质和氧并运走废物的。是血液直接由主动脉基部的冠状动脉流向心肌内部的毛细血管网最后由静脉流回右心房的一种循环。
现代医学证明血液循环在保证机体新陈代谢具有重要意义。动物机体的各个组织从血液获得各种营养物质、水分及氧等，并利用这些物质进行氧化，产生热能，保证正常机能；同时把代谢产生的二氧化碳、尿素、尿酸等废物排至血液，分别输送到呼吸器官及排泄器官，排出体外，以保持组织内部理化性质的相对恒定。另外，通过循环将内分泌腺所分泌的激素输送到全身各部分，以调节机体的生理机能。