Cá có hệ tuần hoàn khép kín với tim làm nhiệm vụ bơm máu vào một vòng tuần hoàn đơn trong suốt cơ thể. Máu từ tim đi tới các mang, sau đó từ mang đi tới toàn bộ cơ thể, và sau đó quay ngược trở lại tim. Ở phần lớn các loài cá, tim bao gồm bốn phần: tĩnh mạch xoang, tâm nhĩ, tâm thất và động mạch bụng. Mặc dù có bốn phần nhưng tim cá vẫn chỉ là loại tim hai ngăn. Tĩnh mạch xoang là một cái túi có thành mỏng để thu thập máu từ các tĩnh mạch của cá trước khi cho nó chảy vào tâm nhĩ, là một ngăn lớn có cơ bắp. Giữa tâm nhĩ và tâm thất ó các van có tác dụng cho máu chảy một chiều vào tâm thất. Tâm thất là ngăn có thành dày và có cơ bắp. Nó có tác dụng như một chiếc "máy bơm" thực thụ của tim. Nó bơm máu vào một ống to gọi là động mạch hình củ hành. Như một thiết bị ngoại vi, động mạch hình củ hành nối với mạch máu lớn gọi là động mạch chủ, từ đó máu chảy tới các mang cá.
[sửa] Hệ bài tiết

Giống như nhiều loại động vật thủy sinh, phần lớn các loài cá giải phóng các chất thải chứa nitơ dưới dạng amôniắc. Một lượng nhỏ chất thải khuyếch tán qua mang vào trong môi trường nước xung quanh. Phần còn lại được đưa vào thận, cơ quan bài tiết lọc các chất thải từ máu. Thận giúp cá kiểm soát nồng độ amôniắc trong cơ thể chúng. Cá nước mặn có xu hướng mất nước do hiện tượng thẩm thấu. Đối với cá nước mặn thì thận tích lũy các chất thải và trả lại càng nhiều nước càng tốt cho cơ thể. Điều ngược lại diễn ra đối với cá nước ngọt, chúng có xu hướng thu nước liên tục. Thận của cá nước ngọt là đặc biệt thích hợp để bơm một lượng lớn nước tiểu loãng ra ngoài. Một vài loài cá có thận thích nghi đặc biệt để thay đổi chức năng của nó, cho phép cá có thể di chuyển từ môi trường nước ngọt sang môi trường nước mặn.
[sửa] Hệ thần kinh

Cá có hệ thần kinh phát triển tốt thiết lập xung quanh đại não, và được chia thành các phần khác nhau. Ở phía trước của não bộ là các tổ chức khứu giác hình củ hành, hỗ trợ cá trong việc ngửi. Không giống như phần lớn các động vật có xương sống khác, đại não của cá chủ yếu có tác dụng hỗ trợ khứu giác hơn là phản xạ cho toàn bộ các hành vi chủ động khác. Các thùy thị giác xử lý thông tin từ mắt. Đại não phối hợp các chuyển động của cơ thể trong khi phần cuối của não nối với tủy xương (tiểu não) kiểm soát chức năng của các nội tạng. Phần lớn các loài cá phát triển khá tốt cơ quan khứu giác. Gần như toàn bộ các loài cá kiếm ăn ban ngày có các mắt phát triển tốt có cảm nhận màu sắc tốt ít ra cũng bằng con người. Nhiều loài cá còn có các tế bào đặc biệt gọi là các thụ quan có trách nhiệm đối với những giác quan bất thường về mùi vị. Mặc dù cá có các tai trên đầu, nhưng nhiều loại cá không cảm thụ âm thanh tốt. Tuy nhiên, phần lớn cá có các thụ quan nhạy cảm tạo thành hệ thống đường bên. Hệ thống này cho phép cá phát hiện được các dao động và chuyển động nhẹ của dòng nước, cũng như để cảm nhận chuyển động của các loại cá khác ở gần nó hay của con mồi. Một số loài cá như cá da trơn hay cá mập, có các cơ quan có thể phát hiện các dòng điện cực nhỏ. Một số loài cá khác như lươn điện hay cá đuối điện, có thể sản sinh ra điện của chính nó.