Em organismos unicelulares as trocas de oxigênio e dióxido de carbono ocorrem diretamente com o ambiente. No entanto, na maioria dos organismos pluricelulares, a troca entre cada célula e o ambiente não é possível. Dessa forma, acredita-se que a necessidade de um sistema de transporte de gases entre os órgãos respiratórios e os tecidos do corpo foi uma das principais pressões evolutivas que levou ao desenvolvimento do sistema circulatório. 

O oxigênio é extremamente importante para a sobrevivência dos animais porque a maioria deles satisfaz suas necessidades de energia por meio da oxidação de alimentos. A oxidação final dos compostos orgânicos pelas células (denominada de Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico) e a formação de ATP ocorrem