血管壁有三層，從管腔面向外一般依次為內膜、中膜和外膜。

中膜主要由血管平滑肌（ vascular smooth muscle cell， VSMC）、彈性纖維及膠原纖維三種成分組成，其組成成分的比例與厚度可因血管種類的不同而異（圖4-21）。

大動脈以彈性纖維為主，中、小動脈以血管平滑肌為主。血管平滑肌的收縮與舒張可調節器官和組織的血流量，彈性纖維可使動脈擴張或回縮，膠原纖維起維持張力作用，具有支援功能。

大動脈中膜彈性纖維豐富，有較大的彈性，心室射血時，管壁被動擴張；心室舒張時，管壁彈性回縮，推動血液繼續向前流動。中、小動脈，特別是小動脈中膜血管平滑肌可在神經體液調解下收縮或舒張以改變管腔大小，從而影響區域性血流量和血流阻力。

許多學者認為，血管平滑肌是成纖維細胞的亞型，在動脈發育中，平滑肌纖維可產生膠原纖維、彈性纖維和基質。

在病理狀況下，動脈中膜的平滑肌可移入內膜增生併產生結締組織，使內膜增厚，是動脈硬化發生的重要病理過程。血管平滑肌可與內皮細胞形成肌內皮連線，平滑肌可藉助於這種連線，接受血液或內皮細胞的化學資訊。

近年研究表明，除已知的腎入球微動脈特化的平滑肌能產生腎素外，其它血管的平滑肌也具有分泌腎素和血管緊張素原的能力，與內皮細胞表面的血管緊張素轉換酶共同構成腎外的血管腎素和血管緊張素系統。