心臟每收縮和舒張一次所構成的一個機械活動週期。分析心臟機械活動的基本單元。一個心動週期中，心房與心室的機械活動均包括收縮期和舒張期。由於心室在心臟泵血活動中起主要作用，故心動週期一般是指心室的活動週期。
心動週期的長短與心跳頻率（心率）有關。設定成年人心率若為每分鐘75次，則每個心動週期持續0.8秒。在一個心動週期中，兩心房首先收縮，持續0.1秒，繼而心房舒張，持續0.7秒。當心房收縮時，心室處於舒張期，心房進入舒張期後後不久，心室開始收縮，持續0.3秒，隨後進入舒張期，持續0.5秒。心室舒張的前0.4秒期間，心房也處於舒張期，這一時期稱為全心舒張期。在一次心動周期中，心房和心室各自按一定的次序進行收縮和舒張，左右兩側心房或兩側心室的活動則幾乎是同步的。心房和心室的收縮期持續時間均短於舒張期。當心率加快時，心動周期縮短，收縮期和舒張期均相應縮短，但以舒張期縮短更為明顯。因此，心率增快時，心肌的工作時間相對延長，休息時間相對縮短，不利於心臟的持久活動。
心動周期期間，心房、心室內的壓力和容積、血流速度、心內瓣膜以及與心臟相連的大動脈內的瓣膜等也出現周期性的改變，這些變化驅使血液沿著一定的方向流動。在心動周期中，同時還有心臟電活動、心音和動靜脈搏動等周期性變化，它們反映心臟的功能狀態。
心動周期各時相 通常以心房開始收縮作為描述一個心動周期的起點。隨著心室的收縮和舒張，心室內壓力和容積發生變化，心內瓣膜也隨之出現有規律的啟閉，使血液按一定的方向流動。因此，按心室內壓與容積的改變，把整個心動周期分為5個時相，即心房收縮期，心室等容收縮期，心室射血期，心室等容舒張期和心室充盈期。
心動周期中主要指標的變化
壓力梯度是推動血液在相應腔室之間流動的直接動力，心室肌的收縮和舒張是造成心房和心室之間，以及心室和主動脈之間壓力梯度的根本原因。如心室停搏或發生纖維性顫動，血液循環就會停止，導致機體死亡。而血液的單方向流動則是在瓣膜活動的配合下實現的。若沒有瓣膜的配合，等容收縮期和等容舒張期的室內壓力的大幅度升降是不能實現的。當瓣膜發生關閉不全時，會降低心臟的泵血功能。
右心室泵血活動的過程與左心室相同，但因肺動脈壓僅為主動脈壓的約1/6，故右心室射血時遇到的對抗壓力較低。因此，在心動周期中，右心室內壓的變化幅度（射血時達24毫米汞柱）比左心室（射血時達130毫米汞柱）要小的多。
一個心動周期中一側心室射出的血液量，稱為每搏輸出量（簡稱搏出量），健康成年男性靜息狀態下為60～80毫升；一側心室每分鐘射出的血液總量，稱每分輸出量（簡稱心輸出量），等於心率與搏出量的乘積，健康成年男性靜息狀態下為4.5～6.0升/分。左右兩心室的輸出量基本相等，女性比同體重男性的心輸出量約低10％，青年時期心輸出量高於老年時期，在劇烈運動時心輸出量高達每分鐘25～35升。
心室每次射血並不會完全將心室內的血液排空，約占舒張末期容積40％的血量仍留在心室內。心臟每搏輸出量占心室舒張末期容積的百分比，稱為射血分數。健康成年人的射血分數約為55％～65％。射血後殘留的血量可看作是一種儲備。當心臟收縮力量增強時，每搏輸出量增多，射血分數增大，而留在心室內的血量減少。在心室作最大力量的射血後，尚存留於心室內的血量，稱為殘餘血量。發生心力衰竭時，殘餘血量會大於每搏輸出量數倍之多，射血分數明顯下降。
心動周期中心房的作用 在心動周期中，心房大部分時間處於舒張狀態，其主要作用是臨時接納、儲存從靜脈不斷回流的血液。隻有在心室舒張期的後1/5期間，心房才收縮。由於心房壁薄，收縮力量不強，收縮時間短，故心房收縮對心室的充盈僅起輔助作用。當發生心房纖維性顫動時，雖然心房已不能正常收縮和射血，心室充盈量因此有所減少，但一般不致於嚴重影響心室的充盈和射血功能。
盡管心室充盈主要依賴於心室的舒張和抽吸作用，但心房收縮時可使心室充盈再增加10％～30％，使心室舒張末期容積和壓力都有一定程度的增加，有利於心室射血。另外，如果心房不能收縮，將導致心房內壓增加，不利於靜脈血液回流，從而間接影響心室射血。因此，心房收縮起著初級泵的作用，對於心臟射血和血液的回流都是有利的。心房初級泵作用如因病理原因而喪失，對靜息狀態下心臟泵血功能影響不大，但機體在運動和應急狀態下，就可能出現心輸出量不足等泵功能的損害。在心動周期中，心房內的壓力變化比心室小。成年人於安靜臥位，左房壓變化幅度為2～12毫米汞柱，右房壓為0～5毫米汞柱。
心動周期中心音的變化 在心動周期中，心肌收縮、瓣膜啟閉、血液加速和減速對心血管壁的加壓和減壓作用以及形成的渦流等因素引起的機械振動，可通過周圍組織傳遞到胸壁。如將聽診器放在胸壁的一定部位，可聽到與心搏一致的規則的聲音，稱為心音。若用傳感器將這些機械振動轉換成電信號記錄下來，便得到心音圖。正常心臟可聽到4個心音，即第一、第二、第三和第四心音。多數情況下隻能聽到第一和第二心音，在某些健康兒童和青年人也可聽到第三心音，40歲以上的健康人也有可能出現第四心音。心臟某些異常活動可以產生雜音或其他異常心音。因此，聽取心音或記錄心音圖對於心臟疾病的診斷有一定意義。