Для кольчатых червей характерно наличие вторичной полости тела (целома), благодаря которой стенки тела отделены от внутренних органов; это обеспечивает относительную независимость движений таких, например, внутренних структур животного, как кишка.
Однако с развитием целома возникла необходимость и в развитии транспортной системы, обеспечивающей связь всех частей тела между собой, а также с внешней средой. Поэтому именно на уровне вторичнополостных впервые появляется кровеносная система, связывающая кишку и стенку тела. У дождевого червя, например, имеется хорошо развитая кровеносная система, и кровь циркулирует по телу в замкнутой системе сосудов.
Моллюски имеют незамкнутую кровеносную систему (за исключением головоногих). Это означает, что кровь течет не только по кровеносным сосудам, но и по специальным полостям между органами, а затем кровь вновь собирается в сосуды и поступает в жабры или лёгкие для обогащения кислородом. В кровеносную систему входит сердце (орган, обеспечивающий движение крови по сосудам и полостям тела) и сосуды.
У членистоногих кровеносная система незамкнутая. Целом у этих животных почти исчез, и его место занимает гемоцель, представляющий собой сеть заполненных кровью (точнее -гемолимфой) полостей, называемых синусами, в которых лежат внутренние органы. Газообмен у большинства сухопутных членистоногих происходит через систему трахей, т. е. гемолимфа в переносе дыхательных газов почти не участвует. Она не содержит гемоглобина и поэтому бесцветная.
У всех позвоночных имеется мышечное сердце, занимающее вентральное положение на переднем конце тела. Благодаря наличию сердца, функционирующему как насос, кровь быстро попадает ко всем органам и тканям животного. Артерии несут кровь от сердца, возвращается же она назад по венам. Кислород переносится гемоглобином, который находится в эритроцитах. Ниже в качестве примера будет подробно рассмотрена сердечнососудистая система человека, типичная для млекопитающих и в общих чертах для всех позвоночных. Вкратце мы охарактеризуем и лимфатическую систему — прежде всего ее функциональное взаимодействие с кровеносной.