动脉内血液富含氧气呈鲜红色，静脉内血液经气体交换含脱氧血红蛋白呈暗红色，毛细血管管径极细宏观近透明，其近动脉端近动脉血鲜红色、近静脉端近静脉血暗红色。
一、动脉的颜色
动脉是将血液从心脏输送到全身各处的血管，动脉内的血液富含氧气，此时血红蛋白与氧结合形成氧合血红蛋白，使得动脉血呈现鲜红色。例如，人体中主动脉及其主要分支内的血液大多为鲜红色。这是因为氧气与血红蛋白结合后改变了血液的光学性质，呈现出鲜红的外观。
二、静脉的颜色
静脉是将血液从全身各处送回心脏的血管，静脉内的血液经过了组织细胞的气体交换，氧气被组织细胞摄取，血液中氧合血红蛋白转化为脱氧血红蛋白，此时静脉血呈现暗红色。比如体表可见的静脉，如手臂上的静脉，通常呈现暗红色。这是由于血液中脱氧血红蛋白含量相对较高，导致颜色偏暗。
三、毛细血管的颜色
毛细血管是连接动脉和静脉的微小血管，管径极细，仅允许红细胞单行通过。在肉眼观察下，毛细血管接近无色透明，但实际上其中流动的血液颜色与所在区域动脉、静脉血液颜色相关。从微观角度，毛细血管内的血液颜色同样由其中血红蛋白的氧合状态决定，若靠近动脉端，血液接近动脉血的鲜红色，若靠近静脉端，则接近静脉血的暗红色，但因管径过细，宏观上呈现接近透明的状态。
