Капилляры – главное место сосудистого русла, где происходит обмен газами между тканью и кровью, удаляются продукты обмена, осуществляется обмен воды и солей (Рис. ). В капиллярах имеются два основных механизма обмена – диффузия и фильтрация-реабсорбция. Скорость двусторонней диффузии между капиллярами и жидкостью межклеточного пространства очень велика – при прохождении крови через капилляры жидкость плазмы успевает 40 раз полностью обменяться с жидкостью межклеточного пространства. Таким образом, эти две жидкости постоянно перемешиваются. При этом число молекул переходящих во взаимно противоположных направлениях примерно одинаково, поэтому объем плазмы и межклеточной жидкости практически не изменяется. Скорость диффузии через общую обменную поверхность капилляров составляет 85 000 л в сутки.
Перевага такої системи полягає в можливості спочатку збагачувати кров киснем в легенях (малий, або легеневий, коло) , потім повертати її в серце і знову виштовхувати до решти органам (великий, або системний, коло) . Справа в тому, що в легеневих капілярах тиск крові падає, і без додаткового його підвищення кровопостачання більшої частини тіла стало бималоеффектівним. Така схема властива не всім хребетним. У риб, наприклад, кров із серця спрямовується в зябра, збагачується там киснем, потім розподіляється по всьому тілу і лише після цього повертається в серце, т. е. у риб є всього лише одне коло кровообігу. Два кола кровообігу з'являються в еволюційної історії у земноводних, але повністю відокремлюються тільки у птахів і ссавців
