Un sistema circolatorio chiuso è un sistema che trasporta il sangue attraverso il corpo di un organismo usando un sistema di vasi sanguigni. Il cuore pompa sangue ricco di ossigeno attraverso le arterie in tutto il corpo. Il sangue pieno di rifiuti e privo di ossigeno ritorna al cuore attraverso le vene.
Il sangue proveniente dalle arterie viaggia attraverso vasi più piccoli chiamati arteriole. Le arteriole si diramano poi in capillari, i più piccoli vasi sanguigni del sistema circolatorio. I capillari portano il sangue alle singole cellule. Ogni cellula del corpo di un organismo si trova vicino a un capillare. Ossigeno, anidride carbonica e prodotti di scarto fluiscono liberamente attraverso i capillari a pareti sottili da e verso le singole cellule del corpo. Dai capillari si formano le venule. I venuli quindi portano nelle vene più grandi, che poi riportano il sangue al cuore.
In un sistema circolatorio chiuso, a differenza di un sistema circolatorio aperto, il sangue non lascia mai i vasi sanguigni. Tutti i vertebrati e alcuni invertebrati hanno sistemi circolatori chiusi. La maggior parte degli invertebrati, tuttavia, ha sistemi circolatori aperti. Le arterie trasportano il sangue sotto alta pressione dall'azione di pompaggio del cuore. La pressione sanguigna diminuisce quando il sangue scorre attraverso vasi successivi; pertanto, la pressione sanguigna è più bassa nelle vene.
I cuori degli organismi con sistemi circolatori chiusi sono costituiti da atri e ventricoli. Atria riceve sangue dai vasi sanguigni. I ventricoli pompano il sangue attraverso i vasi sanguigni verso il resto del corpo. I pesci hanno un atrio e un ventricolo. Anfibi come rane e salamandre hanno due atri e un solo ventricolo. I rettili hanno tutti due atri, ma alcuni hanno un ventricolo parzialmente diviso, e altri, come i coccodrilli, hanno due ventricoli separati. I cuori di uccelli e mammiferi hanno due atri e due ventricoli.