La fisiologia di Galeno sopravvisse per circa dodici secoli fino a quando non fu screditata da Vesalio, che corresse gli errori fatti da Galeno circa l’anatomia del corpo umano, e poi da Harvey, famoso per aver dimostrato la circolazione del sangue.
Gli studi riguardanti la circolazione furono sicuramente quelli più interessanti di tutto il Rinascimento e molti studiosi contribuirono al progresso in questo campo.

Il primo a utilizzare la parola “circolazione” fu, nel 1559, Andrea Cesalpino, medico, botanico e filosofo aretino, le cui scoperte segnarono il punto di partenza di tutto il moderno sviluppo della fisiologia.
Cesalpino ammetteva come unico principio di tutte le funzioni vitali l’anima, intesa come unica ed indivisibile, identificabile nel sangue, con sede nel cuore, dove aveva principio la circolazione.
La circolazione polmonare è spiegata lucidamente da Cesalpino: egli infatti sosteneva che attraverso il sangue, il calore veniva diffuso in tutte le parti del corpo tramite le arterie e le vene, per tornare infine nel cuore: «cosicché è perpetuo il movimento dalla vena cava attraverso il cuore ed attraverso i polmoni nell’aorta»;così Cesalpino rivela l’errore basilare della concezione galenica: il considerare il fegato, e non il cuore, come centro della grande circolazione.
Le scoperte fatte da Cesalpino vennero poi raccolte da Girolamo Fabrizi d’AcquapendenteGirolamo Fabrizi d'Acquapendente (1533- 1619), medico e professore nella cattedra di anatomia a Padova, vi costruì il teatro anatomico, l'unico dell'epoca che ancora sia perfettamente conservato. È ricordato soprattutto per le sue ricerche anatomiche, chirurgiche, embriologiche e fisiologiche., che nel 1574 studiò l’apparato delle valvole delle vene, a cui attribuiva però una funzione errata: egli credeva infatti che queste impedissero un’eccessiva irrorazione delle estremità del corpo.
Fu il primo, nei suoi esperimenti, a utilizzare il laccio compressivo utilizzato per il salasso, e i risultati delle sue osservazioni vennero esposti nel De venarum ostiolis (1603), in cui descrisse le valvole delle vene con tanta esattezza da far supporre che Harvey vi abbia tratto la dimostrazione della loro reale funzione.
Acquapendente provò anche a spiegare il funzionamento della parola, della vista e dell’udito: nel suo primo trattato, De visione, Voce, Auditu (1600), partendo da una descrizione anatomica delle parti del corpo interessate voleva arrivare a spiegarne le funzioni e l’utilità.
Ad Acquapendente si deve anche un prezioso contributo nel campo della fisiologia della riproduzione e del movimento: fu il primo ad applicare le leggi della meccanica allo studio del movimento animale ed effettuò numerosi studi sulla muscolatura, sui diversi stadi di progressione nella corsa e sugli sforzi del corpo per superare la resistenza.