У растущего организма ребёнка вследствие исключительно активных процессов обмена веществ потребность в кислороде в расчёте на килограмм массы тела в 2,5—3 раза выше, чем у взрослого человека. Однако органы дыхания ребёнка раннего возраста, особенно на первом году жизни, отличаются значительной незавершённостью своей структуры и функциональной незрелостью. Нос ребёнка малый, короткий, носовые ходы узкие, нижний носовой ход почти отсутствует. Воздух, проходя через носовую полость ребёнка, почти не согревается и плохо очищается. Слизистая оболочка носа богата кровеносными и лимфатическими капиллярами и легко набухает при переохлаждении, что затрудняет дыхание и сосание. Придаточные пазухи носа (гайморова, лобная и др.) начинают развиваться на 2—3-м году. Глотка, гортань, бронхи у детей раннего возраста также отличаются малыми размерами и узостью проходов, которые ещё больше уменьшаются при набухании слизистой оболочки. Во всех этих органах и в ткани лёгкого мало эластичных волокон, что, наряду с недостаточностью выработки жироподобной плёнки (сурфактанта), выстилающей изнутри альвеолы, при воспалительных процессах легко приводит к развитию спадений отдельных участков лёгких (ателектазов) или, наоборот, к чрезмерному раздуванию лёгких (эмфиземе).
Грудная клетка ребёнка имеет форму цилиндра или усечённого конуса. Это связано с тем, что у ребёнка рёбра отходят от позвоночника под прямым углом, в результате глубина дыхания у него резко ограничена.
Необходимый приток кислорода в кровь обеспечивается повышенной в 2—2,5 раза частотой дыхания и увеличенной в 1,5—2 раза частотой сердечных сокращений. В этих условиях очень важно, чтобы ребёнок постоянно находился на чистом свежем воздухе и его дыхательные пути были без воспалённых слизистых оболочек. Это достигается правильным общим уходом за ребёнком, особенно за его верхними дыхательными путями, разумным постепенным закаливанием и предохранением от вирусных и микробных заболеваний. Нарушение этих принципов часто является причиной острых респираторных заболеваний, в том числе и воспаления лёгких (пневмонии), особенно у детей в первые годы жизни.
Сердечно-сосудистая система детей работает с большой нагрузкой, обеспечивая интенсивное кровоснабжение всех быстро растущих и развивающихся органов и тканей. Поэтому относительная масса сердца у ребёнка больше, чем у взрослого, и составляет 0,8 % массы тела (у взрослог0-0,5%).
У новорождённых желудочки сердца менее развиты, а размеры предсердий относительно большие. При рождении толщина стенок правого и левого желудочков одинакова. В дальнейшем по мере нарастания нагрузки на левую половину сердца в связи с необходимостью перекачки крови в большой круг кровообращения мышечная стенка левого желудочка быстро увеличивается и уже к 5—6 годам становится в 2 раза толще мышечной стенки правого желудочка. С возрастом совершенствуется и структура мышечных волокон сердца. Кровоснабжение самой мышцы сердца у ребёнка обильное, поэтому дети практически не болеют стенокардией и инфарктами. На протяжении всего детского возраста просветы главных сердечных артерий непрерывно увеличиваются. Сердце ребёнка раннего возраста более возбудимо, тормозящее влияние нервной системы на силу и частоту сокращений нарастает постепенно, с возрастом. Частота сокращений сердца и пульс у новорождённого составляет 135—140 ударов в минуту, у годовалого ребёнка — 125—130, у 5-летнего — 95—100, у 10-летнего — 80—85 и в 15 лет — 75—80 ударов. Физическая тренировка способствует выработке более экономного режима работы сердца.
Особенностью сосудистой системы ребёнка является относительно большая ширина крупных сосудов и обилие мелких сосудов и капилляров на периферии. Это создаёт дополнительную нагрузку для сердечной мышцы и особенно осложняет её работу в случаях заболеваний, когда сама мышца сердца страдает от интоксикации, а сосуды по этой же причине теряют свой тонус. В таких случаях могут развиваться застойные явления на периферии и появляться признаки сердечно-сосудистой недостаточности. Физические упражнения и закаливающие процедуры тренируют мышцу сердца, тонус сосудов и создают надёжный резерв обеспечения работы сердца в критических ситуациях и при различных заболеваниях ребёнка. Сокращения скелетных мышц активизируют движение крови в сосудах, выполняя роль мышечных насосов.