Sydän, joka täyttää suurimman osan välikarsinasta, sijaitsee sydänpussissa (perikardiumissa). Sydän on ontelomainen lihas, joka väliseinien (septojen) avulla jakautuu neljään kammioon: kahteen eteiseen (atrium), jotka ottavat vastaan verta, ja kahteen kammioon (ventrikkelit), jotka pumppaavat verta keuhko- ja verenkiertoon.
Sydän toimii kaksoispumpuna, ja se voidaan jakaa oikeaan sydänpuoliskoon (oikea eteinen ja oikea kammio) sekä vasempaan sydänpuoliskoon (vasen eteinen ja vasen kammio). Vasen kammio, joka pumppaa veren verenkiertoon, työskentelee korkeaa verenpainetta vastaan ja sen vuoksi sen lihasseinä on huomattavasti vahvempi kuin oikean kammion. Verenkierron ohjaamiseksi eteisestä kammioon ja veren takaisinvirtauksen estämiseksi näiden onteloiden välissä on läpät (sulkuläpät), jotka toimivat yksisuuntaisina venttiileinä. Estääkseen vastaavalla tavalla veren takaisinvirtauksen kammioihin sen jälkeen, kun se on pumpattu aortan tai keuhkovaltimon kautta, näiden ulostulojen kohdalla on erityisiä läppiä (taskuventtiilejä).
Sydämen pumppaus jakautuu yleensä kahteen päävaiheeseen: supistumisvaiheeseen ja lepo-vaiheeseen. Supistumisvaiheessa (systole) kammioiden lihakset supistuvat ja veri pumpataan ulos aorttaan ja keuhkovaltimoon. Systolen jälkeen alkaa sydämen lepo-vaihe (diastole), jonka aikana kammioihin kertyy jälleen verta.