Naczynia krwionośne nie biorą aktywnego udziału w transportowaniu krwi. Tętnice, a także – do pewnego stopnia – żyły mogą zmieniać swoją średnicę dzięki działaniom warstwy mięśniowej. Przykładowym czynnikiem wywołującym wazokonstrykcję jest wazopresyna (hormon wytwarzany przez przysadkę mózgową), zaś wazodilatację – tlenek azotu(II). Regulacje takie są kontrolowane przez autonomiczny układ nerwowy. Pozwalają one na regulowanie przepływu krwi oraz są wykorzystywane w termoregulacji.

Tlen (związany z hemoglobiną w czerwonych krwinkach) jest najważniejszą substancją przenoszoną przez krew. W tętnicach nasycenie hemoglobiny tlenem wynosi 97%, a ciśnienie parcjalne tlenu jest równe 95 mmHg. W żyłach natomiast hemoglobina jest wysycona tlenem średnio w 70%, zaś ciśnienie parcjalne tlenu jest równe ok. 40 mmHg. W małym krwioobiegu wartości te są odwrócone. Tętnica płucna prowadzi do płuc krew z niską zawartością tlenu, aby została tam natlenowana, zaś żyła płucna wyprowadza z płuc krew z wysoką zawartością tlenu; mimo to terminy krew tętnicza i krew żylna oznaczają odpowiednio krew natlenowaną i krew odtlenowaną.

Ciśnienie krwi w naczyniach krwionośnych jest tradycyjnie wyrażane w milimetrach słupa rtęci (1 mmHg = 133 Pa). Średnia wartość ciśnienia krwi w tętnicach u dorosłego człowieka wynosi około 120 mmHg ciśnienia skurczowego i 80 mmHg ciśnienia rozkurczowego. Dla porównania ciśnienie krwi w układzie żylnym nie zmienia się w rytm skurczów serca, natomiast zależy ono od aktualnej pozycji ciała i umiejscowienia oraz rodzaju żyły. Dla dorosłego człowieka w pozycji leżącej różni się ono o 10 — 15 mmHg, przy czym w żyłach głównych jest ono najniższe (ok. 0 mmHg), natomiast w żyłkach - najwyższe.

Przenikalność śródbłonka jest decydująca dla przekazywania substancji dla tkanek. Jest ona zwiększona podczas stanu zapalnego w odpowiedzi na działanie histaminy, prostaglandyn i interleukin. Zjawisko to leży u podłoża większości objawów zapalenia (opuchliznę, zaczerwienienie i ocieplenie).