Langs hver gjellebue løper det en arterie. Disse arteriene greiner direkte av fra aorta. Også disse omtales som gjellebuer. Blod fra kroppen pumpes fra hjertet og opp langs dyrets midtakse og greiner ut til hver side. Vann pumpes inn gjennom munnen og presses ut av gjelleåpningene i svelget, slik at friskt vann hele tiden strømmer forbi gjelleåpningene mellom gjellebuene. Blodårene har en rekke utposinger og forgreininger, og hos mange fisker er gjellebueknoklene utstyrt med tannliknende utvekster som gjør at blodårene har størst mulig overflate ut mot vannet for opptak av oksygen og utstilling av karbondioksid og ammoniakk. Hos noen grupper av niøyer, amfibier og enkelte primitive beinfisk (bikirer, lungefisk og knivfisk) har ytre gjeller på larvestadiet. Disse gjellene vokser som utvekster fra de virkelige gjellebuene, og tilbakedannes hos de voksne dyrene. Noen salamandere (for eksempel axolotl og bekketroll) er neotene og beholdet de ytre gjellene hele livet.