血液中含有红细胞，白细胞及血小板，它们悬浮在血浆中。
红细胞是3种细胞中最多的，正常情况下几乎占全部血容量的一半。红细胞中的血红蛋白将氧气从肺运送到全身组织中，氧气被消耗，为细胞提供能量，产生二氧化碳，红细胞又将组织中的二氧化碳带到肺。
白细胞数量较红细胞少，和红细胞的比例为1∶660。白细胞主要分5种，共同为机体提供防御感染机制，包括产生抗体(见第167节)。中性细胞又叫做粒细胞，因为细胞中有含酶的颗粒。中性粒细胞是白细胞中最多的一种，它们对抗细菌和真菌感染并吞噬异物。中性粒细胞分为两种：带状核(非成熟)及分叶核(成熟)细胞。淋巴细胞主要分两种：T淋巴细胞能对抗病毒感染并监视和破坏某些肿瘤细胞，B淋巴细胞会发展成抗体生成细胞(浆细胞)。单核细胞吞噬死亡或受损的细胞并对多种感染性微生物有抵御作用。嗜酸细胞杀死寄生虫，破坏癌细胞，参与过敏反应。嗜碱细胞也参与过敏反应。
血小板是比红细胞或白细胞都小的一种细胞样颗粒，它们参与止血，在出血部位聚集并被激活。血小板被激活后，粘附并聚集成栓子封住血管止血，同时，它们释放促进血液凝固的物质(见第155节)。
红细胞在血液中的流动是平稳的而白细胞却不是。许多白细胞粘附在血管壁上甚至穿过血管壁进入其他组织。白细胞到达感染或其他有问题的部位时，会释放出一些物质以吸引更多的白细胞。白细胞像一支军队，它们遍布全身，一旦听到命令就会立即聚集起来打击侵略者。
血细胞的形成
白细胞，红细胞及血小板都是在骨髓中生成的，此外，淋巴结和脾脏也能生成淋巴细胞，T淋巴细胞在靠近心脏的胸腺中产生并成熟。只在儿童和青年人中胸腺才有活性。
在骨髓中，所有的细胞都起源于一种干细胞，当干细胞分裂时，它先变成不成熟的红细胞、白细胞或血小板生成细胞(巨核细胞)，然后，不成熟的细胞继续分裂，进一步成熟，最终成为红细胞、白细胞或血小板。血细胞的生成根据机体的需要来调控，当机体组织氧含量减少或红细胞数量减少时，肾脏会产生并释放促红素，促红素刺激骨髓产生更多的红细胞。发生感染时，骨髓则产生更多的白细胞，而机体出血时，骨髓血小板生成增加。
血细胞的发生
干细胞分裂并通过不同的途径形成各种血细胞及血小板。本示意图中省略了中间过程。
