Arterije i vene su dijelovi cirkulacijskog sustava koji prenose krv između srca, pluća i svih ostalih dijelova tijela. Iako oboje nose krv, nemaju mnogo toga zajedničkog. Arterije i vene izgrađene su od donekle različitog tkiva, a svaka obavlja određene funkcije na specijaliziran način. Prva i najvažnija razlika između njih je da sve arterije nose krv iz srca, a sve vene prenose krv u srce iz rubnih područja. Većina arterija nosi oksigeniranu krv, a većina vena nosi deoksigeniranu krv; plućne arterije i vene su iznimke od ovog pravila.
Arterijsko tkivo je dizajnirano i specijalizirano na način da bude posebno pogodno za brzu i učinkovitu isporuku krvi, koja nosi kisik neophodan za funkcioniranje svake tjelesne stanice. Vanjski sloj arterije izgrađen je od vezivnog tkiva koje prekriva srednji mišićni sloj. Ti se mišići kontrahiraju između otkucaja srca na tako pouzdan način da kada mjerimo puls, zapravo ne osjećamo otkucaje srca per se, već kontrakciju arterijskog mišića.
Iza arterijskog mišića nalazi se najnutarnji sloj, sastavljen od glatkih endotelnih stanica. Te su stanice specijalizirane za osiguravanje glatke staze za protok krvi. Ovo područje stanica također je ono što može postati oštećeno i ugroženo tijekom života osobe, što dovodi do dva uobičajena uzroka smrti, odnosno srčanog i moždanog udara.
Vene imaju drugačiju strukturu i funkciju od arterija. Vrlo su fleksibilne i kolabiraju kada nisu ispunjene krvlju. Obično nose deoksigeniranu krv, bogatu ugljičnim dioksidom, do srca kako bi se mogla poslati u pluća na oksigenaciju. Slojevi venskog tkiva na neki su način slični onima u arterijama, iako se mišić ne kontrahira kao arterijski mišić.
Za razliku od drugih arterija, plućna arterija nosi deoksigeniranu krv. Nakon što vene dovedu ovu krv iz tijela u srce, ona se pumpa u pluća. Plućna vena pomiče oksigeniranu krv iz pluća natrag u srce.
Iako je položaj arterija vrlo sličan od osobe do osobe, to nije toliko slučaj s venama, koje imaju veću varijabilnost. Vene se, za razliku od arterija, koriste kao pristupne točke krvotoku u medicinskom polju, kao kada osoba prima lijek ili tekućinu izravno u krvotok, ili kada se vadi krv. Budući da se vene ne kontrahiraju kao arterije, u venama postoje zalisci koji održavaju protok krvi samo u jednom smjeru. Bez ovih ventila, gravitacija bi brzo uzrokovala nakupljanje krvi u ekstremitetima, uzrokujući ozljede ili u najmanju ruku narušavajući učinkovitost sustava.