Wie bei anderen Knorpelfischen ist das Kreislaufsystem von Mantas ein Einfachkreislaufsystem. Das Herz befindet sich in der Herzbeutelhöhle und besteht aus vier Kammern:dem Vorhof und der Herzkammer für sowohl sauerstoffarmes als auch sauerstoffreiches Blut. Sauerstoffarmes Blut aus dem Körper gelangt über den Sinus venosus in das Herz und wird dann durch Vorhofkontraktion in die Herzkammer gepumpt. Der Ventrikel zieht sich dann zusammen und pumpt das sauerstoffarme Blut aus dem Conus arteriosus durch die Kiemenarterien in die Kiemen, um es mit Sauerstoff anzureichern.
Das sauerstoffreiche Blut aus den Kiemen gelangt über die zuführenden Kiemenarterien, die mit den dorsalen Aorten verbunden sind, in das Herz. Die dorsalen Aorten verlaufen entlang der Wirbelsäule und versorgen den Rest des Körpers mit sauerstoffreichem Blut.
Mantas haben auch eine einzigartige Reihe von Blutgefäßen, die sogenannten Stigmen, die sich direkt über den Augen befinden. Die Spirakel sind mit dem Mund verbunden und dienen der Aufnahme von Wasser zum Atmen. Wenn der Manta sein Maul öffnet, wird Wasser durch die Stigmen in die Kiemen gesaugt. Die Kiemen entziehen dem Wasser dann Sauerstoff und leiten das sauerstoffreiche Blut an den Rest des Körpers weiter.
Mantas haben eine relativ langsame Herzfrequenz, mit einer Ruheherzfrequenz von etwa 40 Schlägen pro Minute. Diese langsame Herzfrequenz hilft dem Manta, Energie zu sparen.