Kan kılcal damarlara büyük arterlerden ayrılan küçük arterler olan arteriollerden girer. Arteriyollerdeki kan basıncı kılcal damarlardaki kan basıncından daha yüksek olduğundan kan kılcal damarlardan geçmeye zorlanır.
Kan kılcal damarlardan geçerken, oksijen kandan dokulara, karbondioksit de dokulardan kana yayılır. Oksijen, kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin tarafından, karbondioksit ise kandaki plazma tarafından taşınır.
Kan kılcal damarlardan geçtikten sonra kılcal damarlardan ayrılan küçük damarlar olan venüllere girer. Venüllerdeki kan basıncı kılcal damarlardaki kan basıncından daha düşük olduğundan kan venüllerden yavaşça akar.
Venüller sonunda birleşerek kanı kalbe geri taşıyan daha büyük damarlar oluşturur.
Kan ve dokular arasındaki oksijen ve karbondioksit değişimi yaşam için çok önemlidir. Kılcal damarlar bu değişimde hayati bir rol oynar ve vücutta homeostazın korunması için gereklidir.