Перфузия костного мозга осуществляется основной питающей артерией и ее малыми терминальными артериолами. Далее по венозным капиллярам кровь собирается через венозные синусоиды в центральный венозный синус. Стенки венозных синусов состоят из трех слоев клеток: эндотелия, базальной мембраны и адвентиции. Эндотелиальные клетки плоские, с сужающимися концами, содержат обычные органеллы. Базальная мембрана схожа с гломерулярной мембраной почек. Адвентициальные клетки имеют широкие отростки, образующие ретикулум (тонкую сеть волокон соединительной ткани), в котором расположены гемопоэтические клетки. Изменения в адвентициальных клетках влияют на объем гемопоэтического пространства. Адвентициальные клетки могут увеличиваться из-за повышения содержания в них жира и тогда количество гемопоэтических клеток сокращается. Микроскопически это имеет картину превращения красного костного мозга в желтый. В условиях повышенных требований к кроветворению адвентициальные клетки уменьшаются, способствуя расширению гемопоэтического компонента костного мозга.
Гемопоэтические клетки разных линий имеют строго определенный характер расположения. Мегакариоциты лежат близко к адвентициальным клеткам и доставляют тромбоциты прямо в синусы через просветы в их стенках. Эритроциты образуются около стенок синусов, располагаясь в виде эритробластических островков. Эритроциты с усилием проходят через синусоидальные просветы, освобождаясь при этом от ядер. Гранулоциты лежат дистально от синусов в виде диффузно расположенных отдельных клеток или групп клеток. Молодые лимфоциты образуются на периферии костномозговой полости и двигаются по направлению к центру. Лимфоциты располагаются одиночно или малыми группами около стенок синусов. Лимфоциты не накапливаются в костном мозге за исключением коротких периодов непосредственно перед выходом в циркуляцию. Распознаваемых лимфоидных фолликулов в нормальном костном мозге нет.