L'endotelio è formato da cellule appiattite, poligonali e allungate nella direzione della corrente sanguigna. Le cellule sono congiunte tra loro mediante giunzioni occludenti e giunzioni comunicanti ("gap junction"). Nelle arterie "post mortem" lo strato endoteliale è corrugato, perché in tal modo è in grado di sostenere gli sforzi dovuti a dilatazioni rapide e ripetute del vaso, tipiche del sistema arterioso. Tra le numerose funzioni dell'endotelio (mediazione dello scambio di metaboliti tra sangue e parete vasale, controllo del tono vasale, azione trofica sulle cellule vasali, regolazione dell'emostasi e dell'infiammazione) vi è quella di sintetizzare componenti della matrice extracellulare (ECM), quali collageno IV, laminina e perlecano. La superficie basale delle cellule endoteliali possiede recettori per le proteine della ECM e grazie a tali interazioni le deformazioni della parete vasale indotte dalle forze meccaniche (pressione arteriosa) possono essere trasmesse direttamente all'endotelio (vedi Patobiologia dell'aterosclerosi - Endotelio e stress emodinamici).