Els capil·lars són els vasos sanguinis de menor diàmetre, la seva paret està formada només per l'endoteli amb el seu suport, cosa que permet l'intercanvi de substàncies entre la sang i les substàncies que es troben al voltant d'aquesta.
La paret capil·lar està formada per una capa de cèl·lules endotelials extremadament aplanades, una làmina basal i una petita xarxa de fibres reticulars. Poden associar-se a la paret capil·lar algunes cèl·lules mesenquimàtiques indiferenciades. En alguns punts, les cèl·lules pericapil·lars es diferencien més i tenen unes prolongacions ramificades que s'estenen circularment entorn del capil·lar. Aquestes cèl·lules anomenades perícits, es pensa que puguin ser contràctils. Les mateixes cèl·lules endotelials poden contreure's després d'un estímul mecànic i per això sembla innecessari atribuir variacions de la grandària de la llum a cèl·lules especials de la paret capil·lar.
El calibre dels capil·lars de les diferents parts del cos varia entre uns límits relativament estrets, entre 8 i 12 micròmetres, i permet el pas amb dificultats de les cèl·lules sanguínies. En els òrgans que estan en un estat d'activitat funcional mínima, molts capil·lars estan estrets de tal manera que tot just circula sang per ells. Ordinàriament, només el 25 per 100 del jaç capil·lar total del cos està obert, però quan augmenta l'activitat, els capil·lars s'obren i es restaura el flux per a atendre a les necessitats locals d'oxigen i nutrients. En els talls transversals dels capil·lars petits, una cèl·lula endotelial pot estendre's al voltant de tota la llum. En els capil·lars majors, la paret pot estar constituïda per dues o tres cèl·lules. S'estima que la longitud total de tots els capil·lars del cos humà és d'uns 10.000.000 quilòmetres.
Els capil·lars individuals formen part del llit capil·lar, la xarxa entrellaçada de capil·lars que irriguen els teixits i òrgans.
La funció principal dels capil·lars és l'intercanvi de substàncies entre la llum dels capil·lars i l'interstici cel·lular dels teixits. Només el 5% de la sang es troba en la circulació capil·lar i amb un volum tan petit de sang s'assegura la funció d'intercanvi de substàncies. Aquestes substàncies són nutrients, gasos i productes finals del metabolisme cel·lular. La funció d'intercanvi varia segons l'estructura de l'endoteli, depenent de si és continu o fenestrat. L'intercanvi de substàncies entre l'interior dels capil·lars i l'interstici cel·lular dels teixits s'afavoreix per la secció màxima en els capil·lars pel que fa a tot el sistema circulatori i la velocitat mínima de la sang que els recorre. El flux de sang dels capil·lars ve regulat per les arterioles que presenten musculatura en la seva paret, mitjançant vasoconstricció o vasodilatació. Els tres mecanismes que regulen l'intercanvi de substàncies són: