皮下组织的小动脉和真皮深部较大的微动脉都具有血管的内膜、中膜和外膜三层结构：内膜是由内皮和一层内弹性膜组成；中膜是由几层平滑肌细胞和弹性纤维组成，小动脉尚有外弹性膜；外膜是由成纤维细胞、Ⅲ型胶原和弹性纤维组成。真皮浅层较小的微动脉没有内和外弹性膜，只有不连续的平滑肌。真皮乳头中的毛细血管襻的上行动脉段有一层内皮，管腔窄小，周围有不连续的周细胞。襻的下行静脉段管腔较大，内皮周围的周细胞较多。皮肤的毛细血管大多为连续型，由连续的内皮构成管壁，相邻的内皮细胞间有细胞连接。内皮细胞中有直径为5nm的肌动蛋白丝，这些丝可使内皮细胞收缩，使细胞间隙变宽。在电镜下，内皮细胞含有许多细胞器，包括高尔基复合体、粗面和滑面内质网、线粒体和溶酶体，微饮泡也较明显，可见含波形蛋白的中间丝。

真皮中有由微动脉和微静脉构成的浅丛和深丛，血管分布成片层状，与皮肤表面平行。动脉和静脉的浅丛与深丛之间分别由垂直方向的血管相连通。深丛位于真皮网状层深部，浅丛位于网状层浅部，也称乳头下丛。由乳头下丛发出襻状毛细血管到每一个真皮乳头。