Кров містить дихальний пігмент гемоглобін, що міститься в спеціальних клітинах еритроцитах. Кровоносна система хребетних замкнута. Кров по судинах рухає серце, яке, на відміну від у безхребетних, розташоване ближче до черевної сторони. Серця хребетних складаються з передсердь (одного або двох) і шлуночків (одного або двох). У передсердях збирається кров, в них впадають вени. Від серця вперед відходить головна артерія аорта. Велике коло кровообігу обслуговує все тіло, а мале коло легені. На шляху великих вен у риб (і майже всіх хребетних) утворюються воротні системи печінки і нирок.