早在两千多年前，我国的医学名著《黄帝内经》中就有“诸血皆归于心”，“经脉流行不止，环周不休”等论述，说明我国古代人民对血液循环已有一定的认识。
公元2世纪，古罗马名医盖伦（Galen Galen，129～200）通过解剖动物，发现动脉中充满血液。他认为人体心室中隔有个小孔，右心室的血液可由小孔进入左心室；血液由肝脏合成，与“生命灵气”混合后，在血管中潮涨潮落般地往复运动，造成奇妙的生命现象。他的“生命灵气”的说法符合基督教的需要，因而被教会所推崇。
16世纪，科学家通过研究发现：人体心室的中隔上并没有小孔；右心室的血液是经过肺到达左心室（即肺循环）；静脉中有能够防止血液倒流的瓣膜；不存在什么“生命灵气”。这些发现指出了盖伦学说的错误，促进了血液循环理论的建立，但触犯了宗教。这些科学家因此遭到了教会的残酷迫害。
17世纪初，英国医生哈维（W.Harvey，1578～1657）做了这样的实验：他把一条蛇解剖后，用镊子夹住大动脉，发现镊子以下的血管很快瘪了，而镊子与心脏之间的血管和心脏本身却越来越胀，几乎要破了。哈维赶紧去掉镊子，心脏和动脉又恢复正常了。接着，哈维又夹住大静脉，发现镊子与心脏之间的静脉马上瘪了，同时，心脏体积变小，颜色变浅。医学教|育网整理哈维又去掉镊子，心脏和静脉也恢复正常了。
哈维对实验结果进行了周密的思考，最终得出结论：心脏里的血液被推出后，一定进入了动脉；而静脉里的血液，一定流回了心脏。动脉与静脉之间的血液是相通的，血液在体内是循环不息的。后来，意大利人马尔比基（MarcelloMalpighi，1628～1694）用显微镜观察到了毛细血管的存在，正是这些细小的血管将动脉与静脉连在了一起，从而进一步验证了哈维的血液循环理论。
血液循环是英国哈维根据大量的实验、观察和逻辑推理于1628年提出的科学概念。然而限于当时的条件，他并不完全了解血液是如何由动脉流向静脉的。1661年意大利马尔庇基在显微镜下发现了动、静脉之间的毛细血管，从而完全证明了哈维的正确推断。动物在进化过程中，血液循环的形式是多样的。循环系统的组成有开放式和封闭式；循环的途径有单循环和双循环。
人类血液循环是封闭式的，由体循环和肺循环两条途径构成的双循环。血液由左心室泵入主动脉，通过全身的各级动脉到达身体各部分的毛细血管网，再经过各级静脉汇集到上、下腔静脉，最后流回右心房，这一循环路线就是体循环。血液由右心室泵入肺动脉，流经肺部毛细血管，再通过肺静脉流回左心房，这一循环路线就是肺循环。
