Il sangue trasporta numerose sostanze in tutto il corpo, inclusi farmaci, acqua ed enzimi. Il sangue è il sistema principale attraverso il quale qualsiasi sostanza naturale o estranea viene spostata attraverso il sistema corporeo.
Il plasma sanguigno è la parte liquida del sangue che contiene molte delle sostanze che vengono in genere trasportate attraverso il corpo. Il plasma contiene il 92% di acqua e contiene albumina, che è un componente delle proteine, globuline, che contengono anticorpi per combattere sostanze estranee e fibrinogeno, che è parzialmente responsabile della capacità di coagulazione nel sangue. Il plasma sanguigno trasporta anche minerali come sodio e potassio. Inoltre, il plasma trasporta molecole di scarto nonché aminoacidi, lipidi e glucosio, che sono nutrienti.
Il sangue negli organi trasporta altre sostanze in tutto il corpo. Ad esempio, i reni usano il sangue per regolare i livelli di tossine, sale, potassio, fosforo e acido. Il sangue nel cervello, in particolare nel punto chiamato barriera emato-encefalica, consente o impedisce alle sostanze di entrare nel cervello. Tuttavia, acqua, sostanze nutritive e altre molecole sono selettivamente permesse attraverso la barriera. Ogni cellula include una membrana, che è essenzialmente una barriera. La barriera controlla la trasmissione di sostanze dentro o fuori gli organi e le cellule del sangue stesse. Questo sistema di trasporto consente alle sostanze chimiche all'interno dei farmaci di raggiungere le cellule che sono progettate per trattare.