節足動物・環形動物

節足動物と環形動物では、体を前後に走る消化管の背面に主要な血管が走っており、体節ごとに横枝を出している。この太い血管の内、特定の体節の部分がより筋肉質になり、収縮して血液を送り出すようになっているのが心臓に当たる。

脊椎動物

脊椎動物の心臓は、以下のような構造からなっている。

1. 心室とは、収縮することで心臓外に血液を拍出する器官。
2. 心房とは、心室の上流にあって、心室に入る前の血液を貯留し、心室へ血液を送り込む器官。

一心房一心室

魚類の心臓に見られる構造である。一対の心房と心室から静脈血（酸素に乏しい血液）がエラへ送られ、エラからそのまま全身を循環して心臓へ戻ってくる。

二心房一心室

両生類や爬虫類にみられる構造。全身から戻ってきた静脈血と肺から戻ってきた動脈血（酸素に富んだ血液）が別々の心房を通じてひとつの心室に入り、混合した上で肺・全身に送り出される。脊椎動物が陸上に上がる際、呼吸手段はエラから肺に移行したが、肺はもともと食道から発生した臓器であり、全身循環の支配下にあった。これを、還流路だけでも他の臓器から独立させた形である。動脈血と静脈血が混合されるのは一見非効率的なようであるが、粘膜呼吸もする両生類・爬虫類にとってはむしろフレキシブルな構造であるとも言える。また、水生のカメを除く爬虫類では粘膜呼吸はほとんど見られず、動脈血と静脈血の混合も巧みに防止されていることがわかっている。ほとんどの爬虫類では二心房一心室型の心臓は、潜水時など肺呼吸を一時停止している間は肺循環を停止してバイパスを生み出すことによって循環の効率化を図るシステムとして機能していると考えられている。なお、両生類の心室は完全に一つであるのに対して爬虫類の心室には心室を二つに分離する不完全な壁がある。

二心房二心室

哺乳類、鳥類にみられる、二対の心房・心室系からなる構造。呼吸は両生類と異なり肺のみで行い、また内温性を維持するために高い代謝率を保たなければならず、爬虫類のように肺呼吸を一時停止するゆとりがないため、動脈血を駆出する左心系と静脈血を肺に駆出する右心系が完全に分離されている（心筋を栄養した血管系の静脈など、一部左心系に戻るものもあり、シャント（短絡）と呼ばれる）。

心臓の細胞（心筋）は、完成後は殆ど分裂しない。（癌になりにくい）

心臓と肺。古版『グレイの解剖学』より