血管系統由動脈、靜脈和毛細血管所組成。
動脈動脈是把血液從心臟輸送到毛細血管的管道。 大動脈分成若干中動脈，中動脈再分成若干小動脈，這樣幾級分支最后成微動脈。管徑隨分支由大逐漸變細，大動脈的內徑約為25mm左右，微動脈的內徑僅為20～30μm。微動脈可再分支為后微動脈。動脈管壁較厚，可分為內、中、外三層。內膜的表層為一層單層扁平內皮，內皮下是一薄層結締組織，接近中膜處往往有一層由彈性纖維組成的彈性膜。中膜較厚，主要由環行平滑肌及彈性膜等組織所組成，動脈具有彈性與收縮性，外膜由結締組織組成，內有營養血管和神經等。大動脈的中膜厚，主要由彈性膜組成，也有少量平滑肌，由于其彈性大，故又稱彈性動脈。中動脈的管壁主要由平滑肌組成，平滑肌纖維間夾雜著一些彈性纖維和膠原纖維，其收縮性強，故又稱肌性動脈。動脈越分枝，其管壁越薄，口徑越小，彈性纖維逐漸減少而平滑肌成分增多。
靜脈靜脈是輸送血液返回心臟的管道。靜脈較動脈壁薄而口徑大，數量多，亦可分大、中、小三種，管壁也可分外膜、中膜與內膜三層。中層彈性纖維及平滑肌均少，故彈性與收縮性較小。靜脈有深、淺靜脈之分。深、淺靜脈互相連通。深靜脈常與同名動脈伴行。如腎動脈、腎靜脈；股動脈、股靜脈等。淺靜脈位于皮下，常是注射、輸液或抽血的常用靜脈，如上肢皮下的肘正中靜脈、頭靜脈，下肢皮下的大隱靜脈，頸部皮下的頸外靜脈以及頭皮靜脈等。靜脈內有瓣膜，有防止血液倒流的作用。尤其下肢靜脈，易受重力影響，靜脈瓣最多；胸腹腔內的大靜脈，如門靜脈、肝靜脈、上、下腔靜脈則沒有靜脈瓣，由于心臟的舒張和吸氣時的胸腔內壓下降，腹內壓升高等，可促進上述靜脈血回流入心臟。
毛細血管毛細血管是體內分布最廣，管壁最薄、口徑最小的血管，一般僅能容納1～2個紅細胞通過。其管壁主要由一層內皮細胞構成，在內皮外面有一薄層結締組織。另外還常可見到一種扁而有突起的細胞貼在毛細血管的管壁外面，稱為周細胞。這種細胞的性質還不清楚。有人推測周細胞具有收縮作用，可控制毛細血管管徑，但尚未證實。有實驗表明，內皮細胞受某些化學物質或機械性刺激時，它本身就可收縮而改變管徑的大小，毛細血管的內徑平均約為8μm，長0.2～4mm，它們互相聯系成網狀，布滿全身，毛細血管總橫斷面積大于主動脈數百倍。平時一般僅有小部分毛細血管輪流開放。由于毛細血管壁薄，和有較高通透性，使血液中的O2和營養物質能通過管壁進入組織，組織中的CO2和代謝產物也能通過管壁進入血液，從而完成血液與組織間的氣體交換和物質交換。據電鏡觀察，腎等器官內的毛細血管內皮有許多小孔，更有利于物質的通透。