Kılcal damarlar vücudun tüm doku ve organlarında bulunur ve görevleri hücrelere oksijen ve besin taşımak ve atık ürünleri uzaklaştırmaktır. Kan ve dokular arasındaki madde alışverişi, moleküllerin yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana hareketi olan difüzyonla gerçekleşir.
Kılcal damarların çapı tipik olarak 5 ila 10 mikron (μm) arasındadır, bu da yaklaşık olarak kırmızı kan hücresi ile aynı boyuttadır. Bu, kırmızı kan hücrelerinin kılcal damarlardan tek sıra halinde geçmesine olanak tanır ve aynı zamanda madde alışverişi için yüksek bir yüzey alanının korunmasına da yardımcı olur.
Kılcal damarların duvarları, çok sayıda gözenekli, ince ve düzleştirilmiş hücreler olan endotel hücrelerinden oluşur. Bu gözenekler suyun, çözünen maddelerin ve küçük moleküllerin geçişine izin verir, ancak proteinler gibi daha büyük moleküllerin geçişini engeller.
Kılcal damarların endotel hücreleri aynı zamanda kan akışını ve kan ile dokular arasındaki madde alışverişini düzenlemeye yardımcı olan bir dizi maddenin üretiminden de sorumludur. Bu maddeler nitrik oksit, prostasiklin ve endotelini içerir.
Kılcal damarlar vücudun düzgün çalışması için gereklidir. Hücrelere hayatta kalmaları için ihtiyaç duydukları oksijeni ve besinleri sağlarlar ve vücuda zararlı olabilecek atık ürünleri uzaklaştırırlar.