Atardamarlarda dokulara yaklaştikça düzenli bir şekilde dallanırlar. Bu dalların çapı gitikçe küçülür ve sonunda kılcal damarları meydana getirirler. Kılcalların atardamar tarafındaki kısmına “arteriol”, toplar damar tarafındaki kısmına “venül” denir. Madde alış-verişi genel olarak arteriol ve venüller arasındaki kapiller damar ağında olur.
Bedende ağ biçimindeki damar sisteminin dokularla kan arasında madde alışverişi yaptığı küçük kan damarlarının ortak adı. Doku ve kan arasındaki solunum gazlarının ve maddelerin değiş tokuşu burada gerçekleştirilir. Çeperleri tek tabakalı endotel hücrelerinden oluşmuştur ve çapları çok dardır. Kan akımı kılcal damarlardan geçerken çok yavaşlar. Kan basıncı burada çok azalır. Bu özellikler sayesinde dokuyla kan arasındaki madde alışverişi daha kolay gerçekleştirilir.
Bedende akciğer kılcal damarlarında O2 ve CO2 değişimi sağlanırken, böbrek kılcal damarlarında kanın süzülmesi sağlanır.
Tüm kılcal damarlardan sürekli olarak kan geçmez. Kan, kılcal damarlar yatağına girmeden önce ufak kapakçıklarla yönlendirilebilir. Çalışan dokuda bu kapaklar açılarak daha fazla kanın bu kılcal damarlar yatağına girmesi sağlanabilir. Aynı biçimde hava sıcaklığı arttığı zaman bedeni soğutabilmek için derinin altındaki kılcal damarlara daha fazla kan yönlendirilir; bu da derinin kızarmasına yol açar.
Herhangi bir yere çarptığımızda derimizin morarması, bu kılcal damarların yarılması sonucu damar dışına çıkan kanın dokular arasına sızması nedeniyle oluşur.