Los capilares forman una red de vasos muy finos, con una sola capa de células, el endotelio que es continuación del revestimiento de la TÚNICA INTERNA de las arterias y las venas. A través de este endotelio se produce el intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos. No se encuentran ni en el epitelio, ni en la córnea y lentes del ojo, ni en el cartílago. Como son tan finos sufren frecuentes roturas pero se cierran gracias a la actuación de los factores de coagulación y de las plaquetas y se reponen rápidamente.

Los diminutos capilares tienden a formar redes entretejidas denominadas lechos capilares. El flujo de sangre que va desde una arteriola a una vénula, es decir, a través de un lecho capilar, se denomina microcirculación.

En la mayoría de las regiones corporales un lecho capilar consta de dos tipos de vasos:

• canal de paso, un vaso que conecta directamente la arteriola y la vénula de los extremos opuestos del lecho.
• capilares verdaderos, los vasos de intercambio reales que son unos 10 a 100 por lecho capilar, según el órgano o los tejidos utilizados.

Un puñado de fibras musculares lisas, denominado esfínter pre-capilar, rodea el inicio de cada capilar verdadero y actúa como válvula para regular el flujo de sangre del capilar. La sangre que fluye por una arteriola terminal puede tomar una o dos rutas: a través de los capilares verdaderos o a través de la derivación. Cuando los esfínteres pre-capilares están relajados (abiertos), la sangre fluye a través de los capilares verdaderos y participa en el intercambio con las células de tejido. Cuando los esfínteres están contraídos (cerrados), la sangre fluye a través de las derivaciones y evita las células de tejido.

A medida que la sangre se mueve a través del lecho capilar, se produce el intercambio de sustancias entre el plasma sanguíneo y el líquido intersticial: los gases (como el oxígeno y el dióxido de carbono), los iones, las hormonas y las sustancias de bajo peso molecular en general, se intercambian libremente por difusión entre el plasma y los tejidos circundantes.

Además, la elevada presión sanguínea facilita la salida de líquido por filtración de la sangre a través de las células del endotelio.

Todas las sustancias del plasma pueden salir excepto las proteínas de alto peso molecular, debido a su tamaño. Las proteínas que han quedado retenidas en el interior de los vasos ejercen un efecto osmótico que genera un movimiento de líquido en sentido opuesto al generado por la presión sanguínea, de modo que tiende a retornar el líquido desde los tejidos hacia los capilares.

Ni los eritrocitos ni las plaquetas pueden atravesar los capilares, sin embargo,  los leucocitos pueden deformarse y pasar a través del endotelio (diapédesis) . Se trata de un proceso común en los procesos inflamatorios tras una infección.[/caption]

El que el fluido salga de un capilar o entre en él, depende de la diferencia de concentraciones o presiones. El plasma sale de los capilares al principio del lecho, se mezcla con el líquido intersticial que bañan los tejidos y se recoge en el extremo contrario (vénula). Sin embargo, no todo el líquido que se fuerza a salir de la sangre se recoge en el lado de la vénula y el líquido perdido va a pasar al sistema linfático.

De este modo difunden los gases disueltos en estos líquidos: el oxígeno y los nutrientes salen de la sangre y entran en las células de tejido, y el dióxido de carbono y otros desechos salen de las células tisulares y entran en la sangre.

Básicamente, las sustancias que entran en la sangre o salen de ésta pueden tomar una de las cuatro rutas a través de las membranas plasmáticas de la capa de células endoteliales que forman el tubo del capilar:

• 1. Al igual que sucede con todas las células, las sustancias pueden difundirse directamente a través de sus membranas plasmáticas si las sustancias son liposolubles (como los gases respiratorios).
• 2. Determinadas sustancias lipoinsolubles o de mayor tamaño pueden entrar en la sangre, salir de ésta al pasar a través de las membranas plasmáticas de las células endoteliales en vesículas, es decir, mediante un proceso de endocitosis o exocitosis.
• 3. Además hay un paso (limitado) de líquido y pequeñas soluciones a través de las fisuras intercelulares, es decir por huecos o zonas libres entre membranas de células adyacentes que no estén demasiado unidas. Recordemos que en los capilares cerebrales esto no es posible (barrera hematoencefálica), pero la mayoría de nuestros capilares si presenta fisuras intercelulares.
• 4. Una vía libre para pequeñas soluciones y líquidos también está presente en los llamados capilares fenestrados. Una fenestra (de fenestra = ventana) es un poro o abertura ovalado, que generalmente está cubierta por una delicada membrana. Estos capilares fenestrados solo se encuentran en regiones del cuerpo donde la absorción es prioritaria (capilares intestinales o capilares que recogen hormonas de las glándulas endocrinas) o donde se produce la filtración (el riñón).