ระบบไหลเวียน หรือ ระบบหัวใจหลอดเลือด เป็นระบบอวัยวะซึ่งให้เลือดไหลเวียนและขนส่งสารอาหาร (เช่น กรดอะมิโนและอิเล็กโทรไลต์) ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ฮอร์โมน และเม็ดเลือดเข้าและออกเซลล์ในร่างกายเพื่อหล่อเลี้ยงและช่วยต่อสู้โรค รักษาอุณหภูมิและ pH ของร่างกาย และรักษาภาวะธำรงดุล

มักมองว่าระบบไหลเวียนประกอบด้วยทั้งระบบหัวใจหลอดเลือด ซึ่งกระจายเลือด และระบบน้ำเหลือง ซึ่งไหลเวียนน้ำเหลือง ทั้งสองเป็นระบบแยกกัน ตัวอย่างเช่น ทางเดินน้ำเหลืองยาวกว่าหลอดเลือดมาก เลือดเป็นของเหลวอันประกอบด้วยน้ำเลือด เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวและเกล็ดเลือดซึ่งหัวใจทำหน้าที่ไหลเวียนผ่านระบบหลอดเลือดสัตว์มีกระดูกสันหลัง โดยน้ำออกซิเจนและสารอาหารไปและของเสียกลับจากเนื้อเยื่อกาย น้ำเหลือง คือ น้ำเลือดส่วนเกินที่ถูกกรองจากของเหลวแทรก (interstitial fluid) และกลับเข้าสู่ระบบน้ำเหลือง ระบบหัวใจหลอดเลือดประกอบด้วยเลือด หัวใจและหลอดเลือด ส่วนระบบน้ำเหลืองประกอบด้วยน้ำเหลือง ปุ่มน้ำเหลืองและหลอดน้ำเหลือง ซึ่งคืนน้ำเลือดที่กรองมาจากของเหลวแทรกในรูปน้ำเหลือง

มนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นมีระบบหัวใจหลอดเลือดแบบปิด คือ เลือดไม่ออกจากเครือข่ายหลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำและหลอดเลือดฝอย แต่กลุ่มสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางกลุ่มมีระบบหัวใจหลอดเลือดแบบเปิด ในทางตรงข้าม ระบบน้ำเหลืองเป็นระบบเปิดซึ่งให้ทางที่จำเป็นแก่ของเหลวระหว่างเซลล์ส่วนเกินกลับเข้าสู่หลอดเลือดได้ ไฟลัมสัตว์ไดโพลบลาสติก (diploblastic) บางไฟลัมไม่มีระบบไหลเวียน