Det portala venösa systemet ansvarar för att leda blod från delar av mag-tarmkanalen till levern. Ämnen som absorberas i tunntarmen reser först till levern för bearbetning innan de fortsätter till hjärtat. Inte hela mag-tarmkanalen är en del av detta system. Systemet sträcker sig från ungefär den nedre delen av matstrupen till den övre delen av analkanalen. Det inkluderar också venös dränering från mjälten och bukspottkörteln.

Det evolutionära syftet med förstapassage metabolism, där ämnen som absorberas från mat i tarmen passerar genom levern innan de går in i den systemiska cirkulationen, är att använda levern som en sköld (en första försvarslinje) mellan (a) maten, dess toxiner (vad de än kan vara) och dess metaboliska mellanprodukter / metaboliter (såsom ammoniak) och (b) resten av kroppens vävnader, Nödvändigheten av ett sådant system demonstreras av vad som händer när systemet går sönder, vilket kan ses när avancerad leverfibros i cirros leder till leverencefalopati i hjärnan på grund av att blodet fylls med ammoniak och andra ämnen som inte bidrar till hjärnfunktion.

Blodflödet till levern är unikt genom att det tar emot både syresatt och (delvis) deoxigenerat blod. Som ett resultat är det partiella gastrycket av syre (pO2) och perfusionstrycket av portalblod lägre än i andra organ o f kroppen. Blod passerar från grenar i portalvenen genom håligheter mellan ”plattor” av hepatocyter som kallas sinusoider. Blod strömmar också från grenar i leverartären och blandas in i sinusoiderna för att förse hepatocyterna med syre. Denna blandning tränger igenom sinusformarna och samlas i en central ven som rinner ut i levervenen. Levervenen dränerar därefter in i den underlägsen vena cava.

Leverartären ger 30 till 40% av syret till levern, medan det bara står för 25% av det totala leverblodflödet. Resten kommer från delvis deoxygenerat blod från portalvenen. Levern förbrukar cirka 20% av den totala kroppens syre vid vila. Därför är det totala leverblodflödet ganska högt, cirka 1 liter per minut och upp till två liter per minut. Det är i genomsnitt en fjärdedel av den genomsnittliga hjärtproduktionen i vila.