Estudos ecológicos e epidemiológicos mostram uma relação entre baixas concentrações séricas de selênio e as doenças cardiovasculares.
A partir de experimentos com animais, sabe-se que o selênio protege contra elementos cardiotóxicos e infecções virais que afetam o coração. A deficiência de selênio também pode ser um fator secundário na causa da hipertensão e isquemia miocárdica (diminuição da circulação devido entupimento das artérias por placas de gordura).
A insuficiência cardíaca da deficiência de selênio é bastante conhecida como uma das causas de insuficiência cardíaca congestiva. Isto é tão bem conhecido que é chamado de doença de Keshan depois de uma província na China que tem níveis muito baixos de selênio no solo. Na área, um número desproporcional de pessoas teve insuficiência cardíaca até que os habitantes começaram a ser suplementados com selênio; após o que os casos de insuficiência cardíaca diminuíram drasticamente.
Outras populações conhecidas por ter problemas cardíacos com deficiência de selênio são os usuários de drogas estatinas (para tratamento do colesterol) e aqueles com o vírus HIV, ambos os quais esgotam o selênio. Notou-se ainda que pessoas saudáveis com HIV apresentavam baixos níveis de selênio, predispondo-os à insuficiência cardíaca e cardiomiopatia que melhora com a suplementação de selênio. Em crianças nascidas em áreas de deficiência de selênio, a doença de Keshan é uma causa bem conhecida de insuficiência cardíaca pediátrica.