要穿过血管壁，就要先进去，再出去，进细胞要穿过一层膜，出细胞也要穿过一层膜，所以有2层膜。毛细血管是管径最细，分布最广的血管。它们分支并互相吻合成网。
毛细血管管径一般为6～8μm，血窦较大，直径达40μm。毛细血管管壁主要由一层内皮细胞和基膜组成。细的毛细血管横切面由一个内皮细胞围成，较粗的毛细血管由2～3个内皮细胞围成。内皮细胞基膜外有少许结缔组织。
在内皮细胞与基膜之间散在有一种扁而有突起的细胞，细胞突起紧贴在内皮细胞基底面，称为周细胞。周细胞的功能尚不清楚，有人认为它们主要起机械性支持作用；也有人认为它们是未分化的细胞，在血管生长或再生时可分化为平滑肌纤维和成纤维细胞。