Nhiều động vật khác, kể cả động vật có vú, cũng có tim bốn ngăn, có chức năng tương tự. Một số loài động vật (lưỡng cư và bò sát) có một trái tim ba ngăn, trong đó máu từ mỗi tâm nhĩ được trộn lẫn trong tâm thất đơn trước khi được bơm vào động mạch chủ. Ở những động vật này, tâm nhĩ trái vẫn phục vụ mục đích lấy máu từ tĩnh mạch phổi.

Ở một số loài cá, hệ thống tuần hoàn rất đơn giản: một trái tim hai ngăn bao gồm một tâm nhĩ và một tâm thất. Trong số cá mập, tim bao gồm bốn ngăn sắp xếp thành chuỗi (và do đó được gọi là một trái tim nối tiếp): máu chảy vào ngăn sau cùng, tĩnh mạch xoang, và sau đó đến tâm nhĩ di chuyển nó đến ngăn thứ ba, tâm thất, trước nó đạt đến ausiosus conus, mà chính nó được kết nối với động mạch chủ. Điều này được coi là một sự sắp xếp nguyên thủy, và nhiều động vật có xương sống đã ngưng tụ tâm nhĩ với xoang xoang và tâm thất với động mạch nhĩ.[5]

Với sự xuất hiện của phổi, sự phân chia của tâm nhĩ thành hai phần chia cho vách ngăn. Trong số các con ếch, máu giàu oxy hóa và ít oxy được trộn lẫn trong tâm thất trước khi được bơm ra các cơ quan của cơ thể; trong rùa, tâm thất gần như hoàn toàn bị chia cắt bởi vách ngăn, nhưng vẫn giữ được lỗ mở thông qua đó một số pha trộn máu xảy ra. Ở chim, động vật có vú và một số loài bò sát khác (cá sấu nói riêng) sự phân chia của cả hai ngăn đều hoàn tất.[5]