Układ żylny składa się z żył (łac. venae), które odprowadzają krew z naczyń włosowatych do przedsionków serca.
Układ żylny to układ niskociśnieniowy o małym oporze i dużej podatności. Naczynia żylne są około 20 razy bardziej podatne niż tętnice. Ze względu na większą średnicę krew w żyłach płynie wolniej oraz przeciwnie do działania siły ciężkości. Dlatego posiadają zastawki, które uniemożliwiają cofanie się krwi. Przepływ krwi możliwy jest również dzięki pompie mięśniowej mięśni szkieletowych. W czasie ruchu, skurcz mięśni szkieletowych kończyn dolnych powoduje ucisk na żyły i wzrost powrotu krwi do serca. Ponadto w czasie oddychania, a dokładniej w fazie wdechu, ujemne ciśnienie w klatce piersiowej wpływa pozytywnie na wzrost powrotu krwi. W żyłach znajduje się do 75 % krążącej krwi.
Żyły krążenia płucnego (małego) odprowadzają obustronnie krew z wnęk płuc i uchodzą do lewego przedsionka serca poniżej przebiegu tętnic płucnych. Z każdej wnęki biegną dwie żyły płucne górna i dolna. Prowadzą one utlenowaną w płucach krew i nie mają zastawek.
W większości przypadków żyły towarzyszą tętnicom. Krew spływa do serca przez żyłę główną górną (łac. vena cava superior), która powstaje z połączenia dwóch żył ramienno-głowowych, a te z kolei z połączenia żył podobojczykowych i szyjnych oraz żyłę główną dolną (łac. vena cava inferior) biegnącą na tylniej ścianie tułowia po prawej stronie od kręgosłupa. Żyła główna dolna powstaje z połączenia żył biodrowych wspólnych.
Warto wspomnieć o układzie żylnym kończyn dolnych, który składa się z żył powierzchownych, głębokich i łączących. W żyłach głębokich znajduje się 90 % powrotu żylnego kończyn dolnych, towarzyszą one tętnicom. Żyły powierzchowne uchodzą do żyły odpiszczelowej mieszczącej się po przyśrodkowej stronie kończyny dolnej i żyły odstrzałkowej. Żyła odpiszczelowa uchodzi do żyły udowej w okolicy pachwinowej, natomiast odstrzałkowa do żyły podkolanowej.
Odmiennością jest też obecność układu wrotnego, czyli układu żylnego przechodzącego w sieć naczyń włosowatych. W przypadku układu wrotnego wątroby jest to przede wszystkim żyła wrotna wątroby (łac. vena portae hepatis). Powstaje ona z połączenia żyły krezkowej górnej, żyły krezkowej dolnej oraz żyły śledzionowej. Ponadto na różnych wysokościach uchodzą do niej: żyła żołądkowa lewa, żyła żołądkowa prawa, żyła przedodźwiernikowa, żyła trzustkowo-dwunastnicza górna tylna, żyła pęcherzykowa i żyła pępkowa.
Obszar spływu krwi obejmuje cały przewód pokarmowy (od wpustu żołądka do odbytnicy). We wnęce wątroby żyła wrotna dzieli się na gałąź prawą i lewą, które następnie rozgałęziają się na coraz mniejsze naczynia włosowate. Z sieci naczyń włosowatych wątroby krew odpływa żyłami wątrobowymi do żyły głównej dolnej. Żyły układu wrotnego nie posiadają zastawek.