心臟是自然界巧奪天工的奇跡：這塊拳頭大小的鏤空肌肉每分鐘跳動約70次，每天最高能泵血10000升，而且終其一生不斷工作。在必要時——例如慢跑——心臟甚至能輸送五倍的血液至全身。

人類的心臟有兩個「泵」，負責進行兩種血液循環，分別為體循環和肺循環。右心室將血液輸出到肺部，左心室則將等量的血液泵向全身。若心臟因心室顫動等原因失去規律，心室將無法放鬆而呈痙攣狀態，心臟便無法繼續泵血。當此情形發生時，可通過除顫器給予電擊，使心髒恢復正常跳動。心臟除顫器是一種可攜帶的醫療設備，即使是外行人也能操作。

若一名病患的心臟跳動速度太緩慢，可通過裝設心律調節器改善。這項儀器會發出電流刺激心臟跳動。醫界首次在病患身上運用心律調節器是在1958年。隨著科技的進步，如今的心律調節器電池壽命介於5年至12年之間，平均可用8年。

為了對心臟施行手術，醫生必須短暫停止心臟跳動及血液循環——這等同於宣判死刑。不過在50年代，學者們找到了這個難題的解決辦法：科研人員研發出體外循環機。這種裝置又稱為人工心肺機，能短暫代替心肺工作，讓血液通過體外的機器進行氧氣交換再輸送回體內。

現代醫學已經發展至不需切開患者的胸腔，便能對心臟進行檢查或手術。醫生將心臟導管——類似細小的塑料管——從腹股溝、肘內側或手腕的血管穿刺，通過靜脈或動脈將導管送入心臟。患者只需術前接受局部麻醉。

心瓣膜若衰壞或脫垂就必須進行替換。醫生可用人工製造的機械心瓣或豬心置換。目前已研發出可彎曲的心瓣（如上圖），只要通過心導管就能裝設，不再需要開心手術。

心血管負責為心肌提供富氧血液，若受到阻塞，缺血的組織便會壞死，即心肌梗塞。心臟外科醫生如今通過心臟搭橋手術，將狹窄罐裝動脈的遠端和近端連接起來（上圖綠色部分），一般使用的是自體靜脈或人造血管。

若發生心血管狹窄問題，醫生可將導管植入血管中，並用氣球擴張術打通狹窄位置。為了防止血管回縮，使用氣球導管後還可置入血管支架：這是一種精細的鐵制圓管，從內部製成血管壁。目前還有一種藥物涂層的支架。

心臟外科醫生在1967年嘗試了第一次的心臟移植，當時是劃時代的一項手術。目前心臟移植手術已經不再罕見。全球每年有數千人接受心臟移植。接受移植者在術後必須終身服用藥物，防止身體對外來器官出現排斥。

等待捐心並不容易。當自體心臟因機能不健全等問題無法正常運作時，患者可選擇裝置人工心臟。在此情況下，喪失功能的自體心臟依舊留在體內，利用植入的人工心臟輔助。人工心臟需要由體外的裝置驅動及提供動力。

研究人員的夢想是實驗出「全人工心臟」，全面取代病患的自體心臟。全人工心臟將能不依靠連接體外的管子獨立運作，持續跳動多年。美國國家衞生研究院的研究小組在英國醫學期刊《自然通訊》上發表了研究結果稱，已成功將豬心移植給狒狒，狒狒健康存活了兩年半，創下異種動物器官移植的最長存活時間紀錄。此次研究中，豬心並未完全取代狒狒的心臟，而是連接至其血液循環系統中。科學家希望未來異種動物器官移植也能運用在人體上，以拯救更多病人。