Beyin kapillerleri, astrosit hücrelerinden oluşan bir glia katmanı ile çevrilmiştir. Bu hücreler, bir yandan ilaç geçişini mekanik olarak kısıtlarken, diğer yandan da içerdikleri bazı enzimler yardımıyla ilaç moleküllerini metabolize ederler.

Kapiler endotel hücrelerinin sıkı kavşaklı yapısı ve endotelin altında bulunan bazal membranın deliksiz olması santral sinir sistemine ilaç geçişini kısıtlar.

Endotel hücrelerinde bulunan P glikoproteinler, ilaçları hücre dışına atarak santral sinir sistemine ilaç geçişini sınırlandırırlar.

Kapiller endotelinin pinositoz etkinliğinin düşük olması da kan beyin bariyerinin işlevine destek olan bir özelliktir.

Kan beyin engeli, yalnızca lipofilik özellikte olmayan ilaçların santral sinir sistemine geçişine izin verir.