No sistema circulatório de um tubarão, o coração bombeia sangue primeiro para as guelras, onde é oxigenado, depois para os órgãos e músculos e, finalmente, de volta para o coração. Para permanecer oxigenado, o sangue deve fluir continuamente, e isso é realizado por meio da abertura e do fechamento da boca de um tubarão, bem como dos movimentos musculares de seu corpo.
O coração de um tubarão tem a forma de S e tem duas câmaras, o átrio e o ventrículo. Ele está localizado em uma área perto da cabeça. O sangue flui através da aorta ventral, ou artérias, para as guelras e outros órgãos e depois volta para o coração através das veias. Os tubarões têm pressão arterial baixa, e é por isso que algumas espécies precisam se mover continuamente para manter o fluxo sanguíneo.
Alguns tubarões são de sangue frio ou poiquilotérmicos, o que significa que suas temperaturas internas correspondem às do ambiente externo. Outros, como cavala, makos de atum curto, debulhador e tubarão-branco, são homeotérmicos, o que significa que suas temperaturas corporais são consideravelmente mais altas do que a água ao seu redor. Para isso, eles têm um músculo vermelho especial que gera calor que viaja pelas veias de volta ao coração. O corpo quente aumenta muito a velocidade e a força do tubarão. Para alimentar esse calor, um tubarão de corpo quente deve consumir muito mais comida do que um tubarão de corpo frio.