血管系とは血液を循環させる器官群であり、その中心的役割を果たすのが心臓である。肺から戻ってきて酸素を豊富に含む血液は動脈血と呼ばれ、これは心臓が脈動することで左心室から大動脈へと押し出されて、全身に張り巡らされた血管へと送られる。大動脈は身体の上に向かう上行大動脈と下半身へ向かう腹大動脈に大きく分かれ、様々な動脈に枝分かれし、さらに細かい毛細血管へ血液を送り、体組織に酸素や栄養分などを行き渡らせる。
血中酸素は各組織で消費され、代わって血中には二酸化炭素が放たれる。二酸化炭素を多く含む静脈血は毛細血管から静脈に流れ、さらに上半身では上大静脈、下半身では下大静脈へと集められて心臓に送られる。この一連の循環は体循環（大循環）と言い、この部分における動脈は養分を供給する意味から栄養血管とも呼ばれる。
身体を巡り心臓の右心房に集められた血液は静脈血である。これから二酸化炭素を除去して酸素を吹き込む作用は肺で行われる。そのため心臓は、右心室から肺動脈を使って静脈血を押し出し、肺でガス交換を終えた動脈血を肺静脈を通して左心房へと集める。この部分の循環は肺循環（小循環）と呼ばれるもので、この部分の血管は養分供給ではなくガス交換を目的としたものであるため機能血管とも呼ばれる。
血管.
静脈の壁は一般に薄く、質感があまりない。また血圧が低いため鬱血や逆流が起こりやすい。そのため管の中に逆流防止弁の役割を果たす襞構造があり、これは静脈弁と呼ばれる。また、動脈は静脈に沿っていることが多く、動脈の拍動を外圧として使い血液の流れを促す。これとは別に、筋肉を動かす事が静脈流を促進する働きもあり、これを骨格筋ポンプ、または、筋ポンプと言う。
毛細血管は体組織と血液の間で栄養やガスを交換する場所であり、非常に細い。ただし肝臓や脾臓などに沿う毛細血管はやや太く、内腔が広い。これらは洞様毛細血管と呼ばれる。
胎児循環.
酸素や栄養素を含む血液は胎盤から臍静脈を通じて胎児の静脈管へ注がれ、下大動脈を経て右心房に運ばれる。胎児の状態では、右心房と左心房を仕切る心房中膜に卵円孔と言う穴があり、血液はここを経由して左心房そして左心室の脈動を経て全身に運ばれる。胎児は肺呼吸をしていないため、肺動脈に流れる血液はほとんどが動脈管（ボタロー管）を通って下行大動脈に送られ、肺はバイパスされる。