Mạch máu trong cơ thể người có một số chức năng chính như sau:

• Vận chuyển chất dinh dưỡng và ôxy đi khắp cơ thể, sau khi trao cho các mô tế bào trong cơ thể, thực hiện nhận các chất được thải ra bởi mô tế bào như Cacbon điôxít. Động mạch chủ là nơi chứa nhiều ôxy nhất và vận chuyển ôxy từ tim cho toàn bộ cơ thể.
• Ngược lại với động mạch, tĩnh mạch có chức năng vận chuyển nguồn máu sau khi nhận thán khí $CO_2$ thải ra từ cơ quan, đưa nguồn máu này trở lại về tim sau đó đưa xuống phổi để thải thán khí ra.
• Cấu tạo đặc biệt của mạch máu giúp cho chất dinh dưỡng có thể thẩm thấu qua màng trong mạch máu đến được các mô.
• Là "đường đi" cho các tế bào miễn dịch, kháng thể đến nơi cơ thể bị tổn thương bởi các tác nhân bên ngoài như vi khuẩn, virus, ... để tóm gọn bọn chúng.
• Đối với những mạch máu nằm gần bề mặt da, chúng có khả năng co giãn để điều hòa lượng máu thông qua, nhờ đó có thể kiểm soát được nhiệt độ tác động bên ngoài, giúp nhiệt độ cơ thể ở mức ổn định.