Вены в целом сходны по строению с артериями, однако особенности гемодинамики (низкое давление и медленное движение крови в венах) придают структуре их стенки ряд особенностей. По сравнению с артериями одноименные вены имеют больший диаметр (в венозном звене сосудистого русла находится около 70% всей крови), тонкую, легко спадающуюся стенку, слабо развитый эластический компонент, более слабо развитые гладкомышечные элементы в средней оболочке, хорошо выраженную наружную оболочку.
Вены, расположенные ниже уровня сердца, имеют полулунные клапаны. Границы между оболочками в венах менее отчетливы по сравнению с артериями. Внутренняя оболочка вен состоит из эндотелия и подэндотелиального слоя. Внутренняя эластическая мембрана слабо выражена. Средняя оболочка вен представлена гладкими мышечными клетками, которые не образуют сплошного слоя, как в артериях, а располагаются в виде обособленных пучков, отделенных прослойками волокнистой соединительной ткани. Эластических волокон мало.
Наружная адвентициальная оболочка представляет собой наиболее толстый слой стенки вены. Она содержит коллагеновые и эластические волокна, сосуды, питающие вену, и нервные элементы. Толстая адвентиция вен, как правило, непосредственно переходит в окружающую рыхлую соединительную ткань и фиксирует вену в соседних тканях.
В зависимости от степени развития мышечных элементов вены подразделяются на безмышечные и мышечные. Безмышечные вены располагаются в участках органов с плотными стенками (твердая мозговая оболочка, кости, трабекулы селезенки), в сетчатке глаза, плаценте. В костях и трабекулах селезенки, например, стенки вен сращены своей наружной оболочкой с интерстициальной тканью органов и, таким образом, не спадаются.
Строение стенки вен безмышечного типа достаточно простое — эндотелий, окруженный слоем рыхлой соединительной ткани. Гладкомышечных клеток в стенке нет.
В венах мышечного типа гладкомышечные клетки имеются во всех трех оболочках. Во внутренней и наружной оболочках пучки гладких миоцитов имеют продольное направление, в средней — циркулярное. Мышечные вены подразделяются на несколько видов. Вены со слабым развитием мышечных элементов — это мелкие вены верхней части туловища, по которым кровь движется, главным образом, вследствие собственной силы тяжести; вены со средним развитием мышечных элементов (мелкие вены, плечевая, верхняя полая вены).
В составе внутренней и наружной оболочек этих вен присутствуют единичные продольно ориентированные пучки гладкомышечных клеток, а в средней оболочке — циркулярные пучки гладких миоцитов, разделенные рыхлой соединительной тканью. Эластических мембран в структуре стенки нет, а внутренняя оболочка по ходу вены образует немногочисленные полулунные складки — клапаны, свободные края которых направлены к сердцу. В основании клапанов находятся эластические волокна и гладкомышечные клетки. Предназначение клапанов — препятствовать обратному току крови под влиянием ее собственной силы тяжести.
Клапаны открываются по ходу кровотока. Наполняясь кровью, они перекрывают просвет вены и препятствуют обратному движению крови.
Вены с сильным развитием мышечных элементов это крупные вены нижней части туловища, например, нижняя полая вена. Во внутренней оболочке и адвентиции этих вен присутствуют множественные продольные пучки гладких миоцитов, а в средней оболочке — циркулярно расположенные пучки. Имеется хорошо развитый клапанный аппарат.