游離的血管在沒有內容物時是蒼白乏色的，即使在充盈狀態也難以透過管壁看見內容物的顏色，除非是很薄的血管。人及大多數脊椎動物的血液是紅色的，在充分與氧或者一氧化碳結合時，呈鮮紅色，如果處於去氧狀態，呈暗紅色。人的皮下靜脈血管呈藍色，源於兩個效應，一是背景效應，二是光效應。

背景效應是我的翻譯，在英文中叫Retinex Theory（視覺理論），是講為什麼我們在強光或者弱光或者濾掉部分波長的光下看到的同一物體呈同一顏色，而不是隨物體反射及發射的光的特點而改變。如果你把裝紅色染料或者血液的玻璃管放入牛奶中，到一定深度，你看到的那根“血管”就是藍色的。換個方法，你用一張紙，挖個洞，把周圍視野擋住去看靜脈血管，它就不那麼藍了。其光學原理是，人類靠物體發出或者反射的光線跟背景相比較而確定其顏色，血管周圍組織反射散射後，發回的紅光多於血管發回的紅光，紅光的相對強弱決定了血管看起來藍。

光效應跟直接跟光在組織中的反射與散射相關。紅藍光在可見光譜的兩極，它們穿透組織的能力有差別，儘管血液更易反射與散射紅光，但紅光的穿透能力超過藍光，藍光在淺表即反射散射了，而紅光會深入更多的距離，其結果是從血管區域反射與散射發出的光中，紅光並不顯著或者弱于藍光，尤其是血管較深時更是如此。這個特點可以從越是淺表的血管越是可能看起來是紅色的上得到印證，耳朵、小孩的腳掌甚至其他部位皮下都可以得到相應的觀察。

研究者通過模擬實驗證實了上述兩種效應，如圖二所示，靜脈周圍組織散光能力較強，而靜脈較弱，導致了光線散射的不均勻分佈，紅光穿透能力強，在靜脈處損失相對較多。實驗所示藍光虛線表示血氧飽和度為100%，而實線為50%，一般靜脈血氧飽和度在70%左右。所以散射藍光相對較強，而周圍組織散射紅光相對較多，導致了靜脈呈藍色的印象。由於光學效應，靜脈埋得越深，還顯得越大，比如直徑為0.5毫米的靜脈，在0.5毫米的深度看起來有1.7毫米粗，而在0.2毫米深則顯得只有1.0毫米粗，在0.04毫米深時，則看起來只有0.7毫米粗。所以不要輕易怪護士紮靜脈不準確，那是有光學假相在做怪的。

說到底，在人類中以藍色血統而自豪不過是一種視覺假像，大家的血，都是一樣地紅。那麼在自然界是否所有的血液都是紅色的呢？究竟有沒有藍色血液呢？面對自然界各種各樣的血液，又是一個崇尚上帝要讚美造物主，而信奉科學者要探討進化論的好時機，縱觀生物體的血液，真的是多姿多彩，它們有時無色，有時紅，有時藍，有時綠，還有時呈褐色等等，取決於不同的物種與血液的狀態。

在生物進化中，有氧呼吸才能更有效地提供生命活動的能量，否則就只有做低等生物的資格。原始的生命由於體積小，可以從環境中攝取游離的氧，依賴的是氧氣分子的自由運動與擴散，其結果是體積增長受到極大限制，生物體除了氧需要運送，還有營養與廢物需要及時搬運，顯然，進化出血液循環系統的生物擁有無可爭議的優勢，把競爭對手淘汰出局。

在動物中，最常見的三種血蛋白是血紅蛋白，血藍蛋白，與蚯蚓血紅蛋白。血紅蛋白顏色如前述，血藍蛋白與氧結合時呈藍色，去氧時無色，蚯蚓血紅蛋白結合氧時為紫紅色，去氧時無色。後二者都是大分子，游離在血液中，不象血紅蛋白，在紅細胞中。蚯蚓血紅蛋白不能望文生義，蚯蚓本身使用的是血綠蛋白，氧合時呈玫瑰紅色，去氧時呈綠色。這些血色蛋白中血藍蛋白使用的是銅離子，其他則使用的是鐵離子。此外還有使用釩與錳離子的，其顏色又有不同。

在肢端缺氧時，可以看見紫紺，也就是氧飽和度低的血液顏色，在這種情況下，是蒼白多於發藍發紫。在攝相過程中，上述兩個效應都得到抑制，大家見到下圖手背上的靜脈，即使在紫紺、氧飽和度低的情況下，也不發藍，而指甲顯示更多的是蒼白，不是發藍，跟在直視下所見有很大不同。