Det portalvenøse system er ansvarligt for at lede blod fra dele af mave-tarmkanalen til leveren. Stoffer, der er absorberet i tyndtarmen, rejser først til leveren til forarbejdning, inden de fortsætter til hjertet. Ikke alle mave-tarmkanalen er en del af dette system. Systemet strækker sig fra ca. den nedre del af spiserøret til den øvre del af analkanalen. Det inkluderer også venøs dræning fra milten og bugspytkirtlen.

Det evolutionære formål med førstepassemetabolisme, hvor stoffer, der absorberes fra mad i tarmen, passerer gennem leveren, inden de kommer ind i den systemiske cirkulation, er at bruge leveren som et skjold (en første forsvarslinje) mellem (a) maden, dets toksiner (uanset hvad de måtte være) og dets metaboliske mellemprodukter / metabolitter (såsom ammoniak) og (b) resten af kroppens væv, Nødvendigheden af et sådant system demonstreres af, hvad der sker, når systemet går i stykker, som man kan se, når avanceret leverfibrose i skrumpelever fører til hepatisk encefalopati i hjernen på grund af, at blodet er fyldt med ammoniak og andre stoffer, der ikke fremmer hjernefunktion.

Blodgennemstrømning til leveren er unik, fordi den modtager både iltet og (delvist) deoxygeneret blod. Som et resultat er det delvise gastryk af ilt (pO2) og perfusionstrykket af portalblod lavere end i andre organer o f kroppen. Blod passerer fra grene af portalvenen gennem hulrum mellem “plader” af hepatocytter kaldet sinusoider. Blod strømmer også fra grene af leverarterien og blandes i sinusoiderne for at forsyne hepatocytterne med ilt. Denne blanding gennemtrænger gennem sinusoiderne og samler sig i en central vene, der dræner ind i levervenen. Levervenen dræner sig derefter ned i den nedre vena cava.

Leverarterien tilfører 30 til 40% af ilt til leveren, mens den kun tegner sig for 25% af den samlede leverblodgennemstrømning. Resten kommer fra det delvist deoxygenerede blod fra portalvenen. Leveren forbruger ca. 20% af det samlede ilt i kroppen i hvile. Derfor er den samlede leverblodgennemstrømning ret høj, ca. 1 liter i minuttet og op til to liter i minuttet. Det er i gennemsnit en fjerdedel af det gennemsnitlige hjertevolumen i hvile.