心血管系统是胎儿发育中首先有功能的系统。胎儿心脏于受精后第18天或19天在先心区开始发育，细胞密集，成为左右各一条的心索，以后变成管状的心内皮管，此两管渐接近并融合，在第22天时形成一个心管，随着心管的融合，其周围形成一层厚的细胞层，即心肌外膜，以后又分化成心肌和心膜。
里面的心内管扩张后形成心内膜。心管心球、心室及心房。不久，心脏发育成“U”字形的球室袢，以后又形成“S”形的心脏，然后逐渐形成4个腔室，其中两个成为心房，接受血液，另外两个成为心室，泵出血液至肺和全身其余部位。
在孕9～10周时，独特的瓣膜在心房和心室的出口形成，确保血液只能顺着一个方向流动，而不会返流。胎儿的血液循环也就与孕妈妈的血液循环清楚分离了。