内皮细胞的定义是在身体内的血液和淋巴管中排列的细胞，围绕着液体在这些管道内流动的中空空间（也被称为腔体或管腔）。这些内皮细胞只有一层厚。然而，它们利用紧密的细胞连接相互连接，以防止任何东西通过它们，并且它们利用中间的基底膜与它们下面的结缔组织结合。
最大的血管是动脉和静脉，它们有厚而坚韧的结缔组织壁和许多层的平滑肌细胞（图1）。血管壁由极薄的单层内皮细胞（内皮）衬托，与周围的外层由基底层分开。血管壁上的结缔组织和平滑肌的数量根据血管的直径和功能而变化，但内皮细胞的衬里始终存在。在血管树的最细的分支--毛细血管和静脉窦中，血管壁只由内皮细胞和基底层组成（图2），还有一些零散的但功能上很重要的细胞。这些是结缔组织家族的细胞，与血管平滑肌细胞有关，它们将自己包裹在小血管周围（图3）。
因此，内皮细胞覆盖了整个血管系统，从心脏到最小的毛细血管，并控制着物质的通过和白血球的进出血液。此外，对胚胎的研究显示，动脉和静脉是由完全由内皮细胞和基底层构成的小血管发展而来的：在内皮细胞的信号影响下，随后在需要的地方增加了周细胞、结缔组织和平滑肌。特别是周细胞的招募取决于内皮细胞分泌的PDGF-B，在缺乏这种信号蛋白或其受体的突变体中，许多区域的周细胞缺失。结果，胚胎血管出现微动脉瘤--微小的病理扩张--最终破裂，以及其他异常情况，反映了周细胞和内皮细胞之间双向信号交换的重要性。
一旦血管成熟，从内皮细胞到周围结缔组织和平滑肌的信号在调节血管的功能和结构方面继续发挥着关键作用。例如，内皮细胞有机械感受器，使其能够感知血液流过其表面时产生的剪切应力；通过向周围的细胞传递这一信息，它们使血管能够调整其直径和壁厚以适应血液流动。内皮细胞还通过释放气体NO，使血管壁上的平滑肌放松，从而对血管扩张的神经信号作出快速反应。
