Trong hệ thống tuần hoàn của cá mập, tim bơm máu đầu tiên đến mang, nơi nó được cung cấp oxy, sau đó đến các cơ quan và cơ bắp và cuối cùng trở về tim. Để duy trì oxy, máu phải liên tục chảy và điều này được thực hiện thông qua việc đóng và mở miệng cá mập cũng như các chuyển động cơ của cơ thể nó.
Trái tim của cá mập có hình chữ S và có hai ngăn, tâm nhĩ và tâm thất. Nó nằm ở khu vực gần đầu. Máu chảy qua động mạch chủ hoặc động mạch, đến mang và các cơ quan khác rồi trở về tim qua các tĩnh mạch. Cá mập có huyết áp thấp, đó là lý do tại sao một số loài phải di chuyển liên tục để giữ cho máu lưu thông.
Một số loài cá mập là loài máu lạnh, hay còn gọi là đẳng nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ bên trong của chúng phù hợp với môi trường bên ngoài. Những loài khác, chẳng hạn như cá thu, makos vây ngắn, cá lăng thường và cá mập trắng lớn, có nhiệt độ nội nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ cơ thể của chúng cao hơn đáng kể so với nước xung quanh chúng. Để đạt được điều này, chúng có cơ đỏ đặc biệt tạo ra nhiệt truyền qua các tĩnh mạch trở về tim. Thân ấm làm tăng đáng kể tốc độ và sức mạnh của cá mập. Để cung cấp năng lượng cho sức nóng này, cá mập thân ấm phải tiêu thụ nhiều thức ăn hơn nhiều so với cá mập thân lạnh.
