Les grands animaux ont besoin d'un système circulatoire car les cellules à l'intérieur de leur corps sont trop éloignées de la surface pour que l'oxygène absorbé se diffuse suffisamment vers eux. En faisant circuler un fluide transportant l'oxygène vers ces zones plus profondes, la distance à laquelle l'oxygène doit diffuser est considérablement réduite.
Il existe deux types de systèmes circulatoires : ouvert et fermé. Les systèmes circulatoires ouverts se trouvent chez de nombreux invertébrés dotés de systèmes circulatoires, y compris les arthropodes et la plupart des mollusques. Chez les insectes, cependant, ce système ne sert qu'à faire circuler les nutriments, pas l'oxygène. Les insectes utilisent plutôt un système de tubes pour l'air qui rapproche directement l'oxygène gazeux de leurs organes internes. Un système circulatoire ouvert pompe le sang, ou son équivalent, dans le corps, mais après une courte période dans les vaisseaux, le liquide se vide dans les cavités, baignant les organes internes. Il n'est pas sous pression du cœur, donc seul le mouvement du corps le fait circuler.
Les systèmes circulatoires fermés se trouvent chez les céphalopodes tels que les calmars et les vers segmentés ainsi que chez tous les vertébrés. Dans ces systèmes, le sang est maintenu en permanence dans des vaisseaux sous pression, ce qui lui permet de circuler plus efficacement. Contrairement aux systèmes circulatoires ouverts, les systèmes circulatoires fermés contiennent généralement des cellules sanguines qui transportent l'oxygène, ainsi que du liquide qui transporte les nutriments.
