혈관 중 구조가 가장 작은 혈관. 소동맥과 소정맥을 연결하는 혈관이며 조직이나 기관 내부에서 혈관망을 형성한다.

혈액과 주위 조직이나 세포와의 사이에서 물질을 교환하는 기능을 하는데, 수분이나 가스의 교환은 확산 · 여과 · 삼투작용 등에 의해 이루어지고, 물질교환은 내피세포의 능동수송에 의해 이루어진다.

지름은 약 8μm로 혈구만 겨우 통과시킬 수 있는 정도의 것이 있는가 하면 지름이 30~40μm나 되는 굵은 모세혈관도 있다.

굵은 모세혈관을 동양(洞樣)모세혈관이라 하며 간장 · 비장 · 골수 등에서 볼 수 있다.

모세혈관의 벽은 단층편평상피세포, 즉 내피세포로 되어 있고 얇다.

모세혈관벽에는 이 내피세포가 완전히 연속되어 배열된 무창형(無窓型) 모세혈관과 내피세포체가 극히 얇아 소창(小窓)이 있는 유창형 모세혈관이 있다.

이외에 내피세포 사이에 넓은 간극이 있는 비연속형 모세혈관이 있으며 동양모세혈관은 이 형에 속한다.

근육 · 피부 · 뇌조직 등 몸 대부분의 모세혈관은 연속형 모세혈관이고, 소장의 융모나 내분비선 등에서는 유창형 모세혈관이 퍼져 있다.

대부분의 모세혈관에는 바깥쪽에 주피(周皮)세포가 혈관벽을 둘러싸고 있다.

사람의 모세혈관의 총면적은 약 6,000m²에 달한다고 한다.