Das Herz und das Kreislaufsystem eines Fetus bilden sich schon bald nach der Befruchtung. Am Ende der fünften Woche pumpt das Herz des Fetus bereits Blut durch den Körper. Da die Lunge jedoch bis zur Geburt, wenn das Neugeborene seinen ersten Atemzug tätigt, nicht in Funktion genommen wird, muss der Fetus über den Kreislauf der Mutter mit sauerstoffreichem Blut versorgt werden.
Wie bei einem ausgereiften Herzen existieren pränatal bereits vier Herzkammern und vier Klappen. Das Blut muss jedoch die Lunge umgehen, da diese bis zur Geburt nicht benutzt wird. Zwei Strukturen im pränatalen Herzen ermöglichen eine Umleitung des Blutes an der Lunge vorbei: das Foramen ovale und der Ductus arteriosus. Das Formen ovale ist ein Loch zwischen dem linken und rechten Vorhof. Der Ductus arteriosus ist ein Blutgefäß, das die Hauptschlagader mit der Pulmonalarterie verbindet.
In der normalen pränatalen Zirkulation wird sauerstoffreiches Blut aus dem Körper der Mutter über die Plazenta und die Nabelschnur in die untere Hohlvene des Fetus transportiert. Die Hohlvene wird zudem mit sauerstoffarmem Blut vom Körper des Fetus gespeist. Sowohl sauerstoffreiches als auch sauerstoffarmes Blut gelangt über die Hohlvene zum rechten Vorhof.
Der Großteil des gemischtvenösen Bluts wird aus dem rechten Vorhof durch das Foramen ovale in den linken Vorhof gedrückt. Von dort gelangt es in die linke Herzkammer, die das Blut in die Hauptschlagader pumpt. Über die Hauptschlagader wird das Blut dann im Körper des Fetus verteilt.
Das verbleibende Blut im rechten Vorhof gelangt in die rechte Herzkammer, die das Blut in die Pulmonalarterie pumpt, die wiederum zur Lunge führt. Da die Lunge noch nicht funktionsfähig ist, wird das Blut von der Pulmonalarterie durch den Ductus arteriosus in die Hauptschlagader umgeleitet. Über die Hauptschlagader wird das Blut dann wiederum im Körper des Fetus verteilt.
Nach der Geburt verschließen sich das Foramen ovale und der Ductus arteriosus im Rahmen der einsetzenden Atmung des Neugeborenen. Sauerstoffarmes Blut auf der rechten Seite des Herzens wird nun durch die Pulmonalarterie in die Lunge gepumpt. Sauerstoffreiches Blut kommt auf der linken Seite des Herzens an und wird durch die Hauptschlagader in den Körperkreislauf des Neugeborenen gepumpt.