Bir köpekbalığının dolaşım sisteminde, kalp kanı önce oksijenli solungaçlara, sonra organlara ve kaslara ve sonra da kalbe geri pompalar. Oksijenli kalmak için kanın sürekli akar ve bu, bir köpekbalığı ağzının yanı sıra vücudunun kas hareketlerinin açılması ve kapanması ile sağlanır.
Köpekbalığının kalbi S şeklindedir ve iki haznesi vardır, atriyum ve ventrikül. Başın yakınındaki bir alanda bulunur. Kan, ventral aort veya atardamarlardan solungaçlara ve diğer organlara akar ve ardından damarlardan kalbe geri döner. Köpekbalıklarının kan basıncı düşüktür, bu nedenle bazı türlerin kanın akmasını sağlamak için sürekli hareket etmesi gerekir.
Bazı köpek balıkları soğuk kanlıdır veya poikilothermic'tir, bu da iç sıcaklıklarının dış ortama uyduğunu gösterir. Uskumru, kısa yüzlü makolar, genel harmancılar ve büyük beyaz köpekbalıkları gibi diğerleri, homeotermiktir, yani vücut sıcaklıkları, etraflarındaki sudan oldukça yüksektir. Bunu başarmak için damarlardan kalbe geri dönen ısı üreten özel kırmızı kasları vardır. Sıcak gövdeli olmak, köpekbalıklarının hızını ve gücünü büyük ölçüde arttırır. Bu ısıyı yakmak için, sıcak gövdeli bir köpekbalığı, soğuk gövdeli bir köpekbalığından çok daha fazla yiyecek tüketmelidir.