心脏是自然界巧夺天工的奇迹：这块拳头大小的镂空肌肉每分钟跳动约70次，每天最高能泵血10000升，而且终其一生不断工作。在必要时——例如慢跑——心脏甚至能输送五倍的血液至全身。

人类的心脏有两个“泵”，负责进行两种血液循环，分别为体循环和肺循环。右心室将血液输出到肺部，左心室则将等量的血液泵向全身。若心脏因心室颤动等原因失去规律，心室将无法放松而呈痉挛状态，心脏便无法继续泵血。当此情形发生时，可通过除颤器给予电击，使心脏恢复正常跳动。心脏除颤器是一种可携带的医疗设备，即使是外行人也能操作。

若一名病患的心脏跳动速度太缓慢，可通过装设心律调节器改善。这项仪器会发出电流刺激心脏跳动。医界首次在病患身上运用心律调节器是在1958年。随着科技的进步，如今的心律调节器电池寿命介于5年至12年之间，平均可用8年。

为了对心脏施行手术，医生必须短暂停止心脏跳动及血液循环——这等同于宣判死刑。不过在50年代，学者们找到了这个难题的解决办法：科研人员研发出体外循环机。这种装置又称为人工心肺机，能短暂代替心肺工作，让血液通过体外的机器进行氧气交换再输送回体内。

现代医学已经发展至不需切开患者的胸腔，便能对心脏进行检查或手术。医生将心脏导管——类似细小的塑料管——从腹股沟、肘内侧或手腕的血管穿刺，通过静脉或动脉将导管送入心脏。患者只需术前接受局部麻醉。

心瓣膜若衰坏或脱垂就必须进行替换。医生可用人工制造的机械心瓣或猪心置换。目前已研发出可弯曲的心瓣（如上图），只要通过心导管就能装设，不再需要开心手术。

心血管负责为心肌提供富氧血液，若受到阻塞，缺血的组织便会坏死，即心肌梗塞。心脏外科医生如今通过心脏搭桥手术，将狭窄罐装动脉的远端和近端连接起来（上图绿色部分），一般使用的是自体静脉或人造血管。

若发生心血管狭窄问题，医生可将导管植入血管中，并用气球扩张术打通狭窄位置。为了防止血管回缩，使用气球导管后还可置入血管支架：这是一种精细的铁制圆管，从内部制成血管壁。目前还有一种药物涂层的支架。

心脏外科医生在1967年尝试了第一次的心脏移植，当时是划时代的一项手术。目前心脏移植手术已经不再罕见。全球每年有数千人接受心脏移植。接受移植者在术后必须终身服用药物，防止身体对外来器官出现排斥。

等待捐心并不容易。当自体心脏因机能不健全等问题无法正常运作时，患者可选择装置人工心脏。在此情况下，丧失功能的自体心脏依旧留在体内，利用植入的人工心脏辅助。人工心脏需要由体外的装置驱动及提供动力。

研究人员的梦想是实验出“全人工心脏”，全面取代病患的自体心脏。全人工心脏将能不依靠连接体外的管子独立运作，持续跳动多年。美国国家卫生研究院的研究小组在英国医学期刊《自然通讯》上发表了研究结果称，已成功将猪心移植给狒狒，狒狒健康存活了两年半，创下异种动物器官移植的最长存活时间纪录。此次研究中，猪心并未完全取代狒狒的心脏，而是连接至其血液循环系统中。科学家希望未来异种动物器官移植也能运用在人体上，以拯救更多病人。