Chez les mammifères, y compris les humains, les voies sanguines traversent le système circulatoire, étant pompées par un cœur à quatre chambres. En retournant au cœur, après avoir fourni des nutriments et de l'oxygène à toutes les parties du corps, le sang est appauvri en oxygène. Les poumons extraient continuellement l'oxygène de l'atmosphère pour reconstituer le sang. Mais pour que ce réapprovisionnement ait lieu, le système circulatoire doit avoir un moyen d'envoyer le sang aux poumons pour prélever un nouvel apport d'oxygène. Le coeur et un système d'artères et de veines remplissent cette fonction.

La règle générale est que les artères transportent du sang oxygéné et que les veines transportent du sang désoxygéné. La règle a une paire d'exceptions, cependant, et c'est l'artère pulmonaire et la veine pulmonaire. L'artère pulmonaire transporte du sang pauvre en oxygène et la veine pulmonaire transporte du sang enrichi en oxygène. Chacune des quatre cavités cardiaques (deux oreillettes et deux ventricules) a un vaisseau sanguin majeur qui y mène ou en sort. En d'autres termes, chaque chambre pompe le sang du cœur ou y aspire du sang. Dans le cas de l'artère pulmonaire, elle est connectée au ventricule droit du cœur. Lorsque le ventricule droit se contracte, il pompe le sang dans l'artère pulmonaire, ce qui conduit aux poumons. Le sang qui est délivré au ventricule droit est du sang pauvre en oxygène qui est retourné de toutes les parties du corps.

Une fois qu'il est arrivé au réseau fin des vaisseaux sanguins dans le tissu pulmonaire, le sang dégage du dioxyde de carbone et ramasse de l'oxygène. Le réseau de vaisseaux dans les poumons conduit à des vaisseaux de plus en plus gros qui finissent par devenir la veine pulmonaire (suivant la direction du flux sanguin vers le cœur). La veine pulmonaire mène à l'oreillette gauche du cœur, une chambre qui fournit du sang riche en oxygène au ventricule gauche. Lorsque le ventricule gauche se contracte, le sang nouvellement oxygéné est pompé à travers un grand vaisseau appelé l'aorte. L'aorte se ramifie dans un réseau d'artères et conduit à des vaisseaux de plus en plus petits qui se connectent à toutes les parties du corps. Le sang oxygéné est délivré une fois de plus pour alimenter le corps en oxygène.
Comme dans les tissus pulmonaires, le réseau de vaisseaux (les plus fins étant des capillaires) venant du cœur est continu avec ceux qui remontent vers le cœur . Ainsi, le système circulatoire dans son ensemble est un circuit. Les globules rouges (érythrocytes) contiennent le complexe protéique à base de fer appelé hémoglobine. Les érythrocytes, et l'hémoglobine qu'ils contiennent, servent à lier l'oxygène et le dioxyde de carbone, libérant du dioxyde de carbone dans l'oxygène des poumons.