Mao mạch được cấu tạo bởi nội mô, là một dạng mô biểu mô vảy đơn giản. Thành mao mạch mỏng và chỉ rộng 5-10 micron, vì vậy các tế bào hồng cầu chỉ có thể chảy qua chúng trong một tệp duy nhất. .
Các lỗ nhỏ trong mao mạch cho phép trao đổi chất lỏng, khí, chất dinh dưỡng và chất thải thông qua một quá trình gọi là khuếch tán. Huyết áp và áp suất thẩm thấu của máu trong các mạch mao mạch kiểm soát sự trao đổi chất lỏng. Nồng độ cao của muối và protein huyết tương trong máu kiểm soát áp suất thẩm thấu. Thành mao mạch cho phép nước và các chất hòa tan nhỏ đi qua nhưng ngăn chặn protein.
Các bộ phận cơ thể hoạt động về mặt trao đổi chất, chẳng hạn như cơ và thận, có nhiều mao mạch. Các bộ phận cơ thể không hoạt động về mặt trao đổi chất, chẳng hạn như các mô liên kết, có rất ít.
Lưu lượng máu giữa các tiểu động mạch và mao mạch được kiểm soát bởi cấu trúc cơ bắp được gọi là cơ vòng tiền mao mạch đóng mở. Khi mở, máu chảy tự do đến các giường mao mạch. Khi các cơ vòng bị đóng lại, máu không thể chảy qua các giường mao mạch và phải chảy trực tiếp từ các tiểu động mạch đến các tiểu tĩnh mạch thông qua kênh vận động.
Mao mạch là một phần quan trọng của vi tuần hoàn. Trong vi tuần hoàn, máu lưu thông từ tim đến các động mạch, đến các tiểu động mạch nhỏ hơn, đến các mao mạch, đến các tiểu tĩnh mạch, đến các tĩnh mạch và trở về tim.
Máu luôn được cung cấp cho tất cả các bộ phận của cơ thể, nhưng tất cả các giường mao mạch không phải lúc nào cũng chứa máu. Máu đi đến nơi cơ thể cần nhất, chẳng hạn như đến đường tiêu hóa sau bữa ăn để hỗ trợ quá trình tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng.