Serce pompuje krew do wszystkich części ciała i aby prawidłowo działać, samo też musi zużywać utlenowaną krew. Zapotrzebowanie serca w spoczynku stanowi około 10% zapotrzebowania organizmu na tlen, a podczas wysiłku jest jeszcze większe.

Krew dociera do mięśnia serca przez tętnice wieńcowe, które go oplatają. Dwie główne tętnice wieńcowe, lewa i prawa, odchodzą od aorty tuż powyżej zastawki aortalnej.

Główny pień lewej tętnicy wieńcowej dzieli się na gałąź okalającą, która zaopatruje tylną część lewej komory serca, i gałąź międzykomorową przednią (zwaną też gałęzią przednią zstępującą), która zaopatruje większość pozostałej części lewej komory i mięśniową ścianę oddzielającą komorę prawą od lewej (przegrodę międzykomorową).

Prawa komora jest prawie w całości zaopatrywana przez prawą tętnicę wieńcową, która doprowadza krew także do części dolnej ściany i części lewej komory serca. U co piątego człowieka prawa tętnica wieńcowa jest jednak mniejsza, a wówczas dolna ściana serca otrzymuje krew z gałęzi okalającej.

Ściany tętnic są zbudowane z trzech warstw. Warstwa wewnętrzna (śródbłonek) tworzy gładką powierzchnię, która umożliwia spokojny przepływ krwi i zapobiega tworzeniu się zakrzepów. Warstwa środkowa nadaje tętnicy wytrzymałość, jest sprężysta i zawiera włókna mięśniowe. Zewnętrzna warstwa włóknista (przydanka) dodatkowo wzmacnia ścianę tętnicy oraz zawiera drobne tętniczki, które dostarczają krew odżywiającą samą tętnicę.

Zwężenie lub zamknięcie tętnic wieńcowych jest najważniejszą przyczyną wielu spokrewnionych zaburzeń znanych pod nazwą choroby niedokrwiennej serca (choroby wieńcowej). Niedokrwienie oznacza ograniczenie zaopatrzenia w krew.