Un doppio sistema circolatorio si riferisce a un sistema in cui il sangue pompa attraverso il cuore due volte durante ogni viaggio intorno al corpo. Il sangue viene prima pompato nei polmoni, dove viene ossigenato, ed è quindi pompato indietro nel cuore, prima che sia finalmente pompato nel resto del corpo. Mentre la maggior parte dei vertebrati ha un doppio sistema circolatorio, alcuni hanno il sistema circolatorio singolo più primitivo.
Oltre ai suoi molti altri scopi, il sangue di un animale deve trasportare l'ossigeno dai polmoni al suo corpo, e quindi trasportare l'anidride carbonica dal suo corpo ai suoi polmoni, dove può essere espulsa con il respiro. Il sangue lo fa con l'aiuto di una molecola chiamata emoglobina. Poiché l'evoluzione produceva animali capaci di prestazioni di alto calibro, il doppio sistema circolatorio si è evoluto per spostare ossigeno e anidride carbonica attraverso i corpi in modo più efficiente.
Mammiferi, uccelli e rettili hanno tutti un doppio sistema circolatorio. Tuttavia, la maggior parte dei rettili e degli anfibi ha solo un cuore a tre camere, al contrario del cuore a quattro camere dei mammiferi. I pesci hanno sistemi circolatori singoli e solo due camere nei loro cuori. Gli invertebrati di solito hanno sistemi circolatori aperti, dove il loro fluido ematico chiamato emolinfa scorre liberamente.
