Особенностью коронарного кровотока является его зависимость от смены фаз сердечного цикла. Перфузионный градиент в сосудах работающего сердца, в отличие от большинства других органов, определяется не только разностью между артериальным давлением на входе и венозным на выходе из органа. Он зависит также от циклически изменяющихся величин давления в различных участках миокарда и сердечных полостях. Во время диастолы сердца напряжение стенки миокарда незначительно, и поэтому кровоток максимален. В период систолы желудочков напряжение их стенок растет, ветви коронарных артерий, проникающие в миокард, пережимаются, и приток крови к миокарду снижается до 1/6-1/8 от диастолического. Уменьшение коронарного кровотока во время систолы усугубляется при любом дополнительном повышении внутрижелудочкового давления, например, при повышении пост- или преднагрузки сердца. Такой же эффект наблюдается и в случае увеличения сократимости миокарда. Повышение частоты сердечных сокращений также ограничивает коронарный кровоток, поскольку при этом уменьшается продолжительность диастолы и, следовательно, величина диастолического кровотока. Таким образом, перфузия миокарда кровью осуществляется в основном в период диастолы сердца. Чем более длителен диастолический период, тем лучше кровоснабжение миокарда.

Поскольку скорость кровотока в сосудах зависит от давления крови, то диастолическое давление крови в аорте является определяющим для коронарного кровотока. В случае снижения этого давления, например при недостаточности аортального клапана, может возникнуть ишемия миокарда. В то же время увеличение диастолического аортального давления увеличивает и постнагрузку на левый желудочек, что, в свою очередь, является источником дополнительных энергозатрат сердечной мышцы. Зависимость режима перфузии от чередования фаз сердечного цикла наиболее выражена в субэндокардиальных слоях миокарда в основном за счет относительно большей величины их систолического напряжения. В силу последнего обстоятельства потребность этой части миокарда в кислороде особенно велика. Тем не менее, благодаря более густой васкуляризации сердечной мышцы и высокой степени экстракции кислорода, даже выраженная тахикардия в норме не сопровождается ишемией миокарда. Коронарный кровоток регулируется метаболизмом миокарда, нервными, гуморальными и миогенными механизмами.