Difüzyon:Bu, kılcal damarlardaki malzeme değişiminin birincil mekanizmasıdır. Difüzyon, maddelerin bir konsantrasyon gradyanı boyunca daha yüksek konsantrasyonlu bir alandan daha düşük konsantrasyonlu bir alana hareket etmesiyle meydana gelir. Örneğin, oksijen ve besinler kılcal damarlardan çevredeki dokulara yayılırken karbondioksit ve atık ürünler kılcal damarlara yayılır. Bu işlem, moleküllerin ve iyonların geçişine izin veren ince ve gözenekli kılcal duvarlar tarafından kolaylaştırılır.
Filtrasyon:Filtrasyon, hidrostatik basınç farklılıklarından dolayı suyun ve çözünen maddelerin kılcal duvarlar boyunca hareketini ifade eder. Bu süreç esas olarak kan basıncının daha yüksek olduğu kılcal damarın arteriyel ucunda meydana gelir. Daha yüksek hidrostatik basınç, sıvıyı ve küçük molekülleri kılcal damarlardan çevredeki interstisyel boşluğa zorlar.
Yeniden emilim:Yeniden emilim, sıvıların ve çözünen maddelerin interstisyel boşluktan kılcal damarlara geri hareketini içerir. Hidrostatik basıncın daha düşük olduğu kılcal damarın venüler ucunda meydana gelir. Plazma proteinlerinin varlığı nedeniyle ozmotik basınç, suyu ve çözünen maddeleri kılcal damarlara geri çekerek sıvı dengesini korur ve vücuttan temel maddelerin aşırı kaybını önler.
Kılcal damarlarda difüzyon, filtrasyon ve yeniden emilim yoluyla madde değişimi, homeostazın korunması ve atık ürünlerin uzaklaştırılması sırasında hücrelere gerekli besin maddelerinin sağlanması için esastır. İnce duvarları, geniş yüzey alanları ve endotel hücreleri arasındaki sıkı bağlantılar da dahil olmak üzere kılcal damarların yapısı ve özellikleri, bu sürekli malzeme alışverişi sürecini kolaylaştırır.