抗凝固剤（ヘパリン）を注入し、体外で血液を循環しても固まらないようにします。

送血管・脱血管を挿入し、体外循環を開始します。

循環しながら、目的の温度になるよう、冷却していきます。

目的の温度に冷却した後、安全に心臓内の手術及び心筋保護できるよう大動脈を遮断し、心臓と遮断した間に心筋保護液を注入します。

心筋保護液を十分心筋保護されるまで注入し、心停止状態にしてから手術します。（手術中心筋を守るため約30分毎に心筋保護液を注入します。）

心臓内の手術が概ね終了したら大動脈の遮断を解除します。そして目的の温度まで戻るよう、復温します。

十分に復温されたら、患者様にゆっくり血液を返血し、体外循環終了に向けて流量を下げ、患者様の心臓がゆっくり人工心肺なしでの血圧維持ができるようになれば、人工心肺から離脱します。

終了すれば、開始前に投与したヘパリンを中和する薬液（プロタミン）を注入します。

下記に合併症を記載しますが、体外循環中これらを引き起こさないように、またそれらを改善するように循環しています。

心臓	体に血液を送るポンプです。
肺	体から帰ってきた血液のガス交換（二酸化炭素排出・酸素付加）を行なうところです。
無血視野	心内操作の場合、心臓内の血液は視野の妨げとなり、手術を施行しにくくなります。そこで人工心肺で心臓内の血液を貯血槽（回路内にある血液を貯めるタンク）に貯めることにより、心臓内を見やすくします。また血管や心臓からの出血を吸引し、それらを再度血管内に返し、手術視野を良くします。
静止視野	心臓が動いていると、細かい作業が行なうことが困難となります。そこで手術を安全に行なえるよう心臓を止め、その代わりに人工心肺で頭など体の循環を維持し、臓器を守ります。

脱血	全身から心臓に帰ってくる静脈血を体外(貯血槽）に導きます。
送血	酸素化し、温度調節された血液を送血ポンプで動脈系血管から体内に送り、全身の循環を保ちます。
ガス交換	人工肺を用いて静脈血を酸素化し、二酸化炭素の除去を行います。
温度調節	温度を下げることにより全身臓器の基礎代謝を低下させ、各臓器の循環血液量低下時や、非生理的な循環時の臓器を保護することを目的としています。また手術終了の際、通常体温に戻します。
薬液	体外循環中、電解質の補正や血圧コントロール・利尿などに関係する薬液を使用します。