毛细管的作用原理是液体在细管状物体内侧，由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升，比如说植物根部吸收的水分能够经由茎内维管束上升。
当液体和固体（管壁）之间的附着力大于液体本身内聚力时，此时的管就可以当作毛细管。
液体在垂直的细管中时液面呈凹或凸状、以及多孔材质物体能吸收液体皆为此现象所造成的影响。
毛细管常被用来说明毛细现象，当垂直的细玻璃管底部置于液体中（例如水）时，管壁对水的附着力便会使液面四周稍比中央高出一些；直到液体表面张力已经无法克服其重量时，才会停止继续上升。
在毛细管中，液柱重量与管径的平方成正比，但是液体与管壁的接触面积只与管径成正比；这使得较窄的毛细管吸水会比较宽的毛细管来得高。
例如，一根管径0.5毫米的玻璃细管，理论上能够将水抬升2.8厘米，但实际观察时其高度会略低些。
毛细血管是新旧物质交换的场所，也称为微循环，它主要是把静脉血液中带来的二氧化碳和带谢废物等排泄出去
