O coração e os pulmões funcionam em conjunto para manter o suprimento de oxigênio das células do corpo. Durante a circulação, o coração bombeia sangue sem oxigênio para os pulmões, e depois recebe sangue oxigenado dos pulmões para distribuição ao resto do corpo.

Muitas vezes, o coração pode ser danificado em decorrência de uma doença ou traumatismo cardíaco. Pode ser necessária uma cirurgia de coração aberto, em que o peito é aberto e o coração fica exposto, para reparar o dano. Durante alguns procedimentos de coração aberto, pode ser necessário parar o coração para reparo do músculo, das válvulas ou de outras estruturas do coração. Uma máquina coração-pulmão permite ao cirurgião parar cuidadosamente o coração mantendo, ao mesmo tempo, a circulação do sangue.

A máquina consiste em uma bomba, que faz as vezes do coração, e um oxigenador, que substitui a função dos pulmões.

Durante um desvio de coração-pulmão, primeiramente o sangue pobre em oxigênio é desviado das câmaras superiores do coração e direcionado a um reservatório na máquina coração-pulmão. Em seguida, o sangue é transferido para o oxigenador, onde recebe oxigênio. Depois, a bomba faz o sangue voltar ao sistema arterial do paciente, onde o corpo pode retomar a circulação sanguínea por si só. Após o reparo do coração, este é reiniciado e a máquina coração-pulmão retirada.