Kılcal damar, damar sistemindeki en küçük kan damarı türüdür. Kılcal damarlar en küçük atardamarları en küçük toplardamarlarla bağlar; çoğunluğu tek bir karı hücresiyle aynı çapa sahip olacak kadar dardır. Kılcal damarların işlevi oksijenli kanı dokulara taşımak, doku hücrelerine besin maddelerini aktarmak ve karbondioksit, nitrat gibi atık maddeleri vücuttan atılmaları için akciğer ve böbreklere taşımaktır.
Dokuların iltihaplanması sırasında kılcal damarlar daha geçirgen olurlar. Beyaz kan hücrelerinin ve proteinlerin dokulara girerek enfeksiyonlarla savaşmalarına ve iltihabı canlandırmalarına olanak tanır. Kılcal damarlar bazı alerjik tepkiler sonucunda da daha geçirgenleşebilirler. Anafılaksi gibi ciddi tepkilerde kan hacmini yitirebilir ve kişi şoka girebilir.
Mikroanjiyopati, kılcal damar duvarlarının çok kalmlaşarak zayıfladığı ve bundan dolayı kanadığı, protein sızdırdığı ve kan akışını yavaşlattığı bir kılcal damar hastalığını tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Örneğin şeker hastalarında gözde ve böbreklerde kılcal damarların kalınlaştığı mikroanjiyopati gelişebilir.