La mayor diferencia entre la sangre de un insecto y la de los vertebrados, incluidos los humanos, estriba en que la de los vertebrados posee células sanguíneas rojas. Los insectos y otros invertebrados, en cambio, tienen lo que se denomina hemolinfa, un fluido heterogéneo que les recorre todo el cuerpo y riega a su paso todos los tejidos internos. La hemolinfa consiste sobre todo en agua, pero también contiene iones, carbohidratos, lípidos, glicerol, aminoácidos, hormonas, algunas células y pigmentos. No obstante, suele tratarse de pigmentos más bien suaves, de modo que la sangre de los insectos presenta un color claro o de tono amarillo o verdoso (el color rojo que aparece al aplastar una mosca doméstica o una drosofila se debe en realidad al pigmento de los ojos del insecto)
A diferencia del sistema circulatorio cerrado que poseen los vertebrados, los insectos cuentan con un
sistema abierto carente de arterias y venas. Por tanto, la hemolinfa fluye libremente por el cuerpo, lubrica los tejidos y transporta nutrientes y desechos. Mientras que el sistema circulatorio de los vertebrados sirve sobre todo para acarrear oxígeno por el cuerpo, los insectos respiran de una manera completamente distinta a través de tubos traqueales. En el caso de la drosofila, por ejemplo, sobre la piel externa e impermeable de la mosca se alinean una serie de orificios minúsculos denominados espiráculos, que permiten el transporte directo del aire a los tubos traqueales que, a su vez, distribuyen el aire por los tejidos internos. Los insectos sí tienen corazón, el cual bombea la hemolinfa por todo el sistema circulatorio. Aunque difiere por completo del corazón de los vertebrados, algunos de los genes que intervienen directamente en el desarrollo del corazón muestran grandes similitudes en ambos grupos de animales.
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