Veren nestemäinen osa, plasma, on monimutkainen liuos, joka sisältää yli 90 prosenttia vettä. Plasman vesi on vapaasti vaihdettavissa kehon solujen ja muiden solunulkoisten nesteiden veden kanssa, ja se on käytettävissä ylläpitämään kaikkien kudosten normaalia nesteytystilaa. Vesi, joka on elimistön suurin yksittäinen ainesosa, on välttämätön jokaisen elävän solun olemassaololle.
Plasman tärkein liuennut aine on heterogeeninen proteiiniryhmä, joka muodostaa noin 7 painoprosenttia plasmasta. Tärkein ero plasman ja kudosten solunulkoisen nesteen välillä on plasman korkea proteiinipitoisuus. Plasman proteiineilla on osmoottinen vaikutus, jonka ansiosta vesi pyrkii siirtymään muusta solunulkoisesta nesteestä plasmaan. Kun ravinnon proteiini sulatetaan ruoansulatuskanavassa, yksittäiset aminohapot irtoavat polypeptidiketjuista ja imeytyvät. Aminohapot kulkeutuvat plasman kautta kaikkialle elimistöön, missä solut ottavat niitä vastaan ja kokoavat niitä tietyillä tavoilla monentyyppisiksi proteiineiksi. Nämä plasman proteiinit vapautuvat vereen soluista, joissa ne on syntetisoitu. Suuri osa plasman proteiineista tuotetaan maksassa.
Plasman tärkein proteiini on seerumin albumiini, suhteellisen pieni molekyyli, jonka pääasiallinen tehtävä on pidättää vettä verenkierrossa osmoottisen vaikutuksensa avulla. Seerumin albumiinin määrä veressä määrittää plasman kokonaistilavuutta. Seerumin albumiinin ehtyminen mahdollistaa nesteen poistumisen verenkierrosta, jolloin se kerääntyy ja aiheuttaa pehmytkudosten turvotusta (turvotusta). Seerumin albumiini sitoo tiettyjä muita plasmassa kuljetettavia aineita ja toimii siten epäspesifisenä kantajaproteiinina. Esimerkiksi bilirubiini sitoutuu seerumin albumiiniin sen kulkiessa veressä. Seerumin albumiinilla on fysikaalisia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat sen erottamisen muista plasman proteiineista, joita ryhmänä kutsutaan globuliineiksi. Itse asiassa globuliinit ovat heterogeeninen joukko rakenteeltaan ja toiminnaltaan hyvin erilaisia proteiineja, joista tässä mainitaan vain muutama. Immunoglobuliineja eli vasta-aineita tuotetaan vastauksena tiettyyn vieraaseen aineeseen eli antigeeniin. Esimerkiksi poliorokotteen, joka on valmistettu tapetusta tai heikennetystä (heikennetystä) polioviruksesta, antamisen jälkeen plasmassa esiintyy vasta-aineita, jotka reagoivat polioviruksen kanssa ja estävät tehokkaasti taudin puhkeamisen. Vasta-aineita voivat mikro-organismien lisäksi saada aikaan monet vieraat aineet; immunoglobuliinit osallistuvat joihinkin yliherkkyys- ja allergisiin reaktioihin. Muut plasman proteiinit osallistuvat veren hyytymiseen.
Monet proteiinit osallistuvat hyvin spesifisillä tavoilla veren kuljetustoimintaan. Veren lipidit liitetään proteiinimolekyyleihin lipoproteiineiksi, jotka ovat tärkeitä aineita lipidien kuljetuksessa. Rautaa ja kuparia kuljettavat plasmassa ainutlaatuiset metalleja sitovat proteiinit (transferriini ja ceruloplasmiini). B12-vitamiini, joka on välttämätön ravintoaine, on sitoutunut erityiseen kantajaproteiiniin. Vaikka hemoglobiinia ei normaalisti vapautu plasmaan, hemoglobiinia sitova proteiini (haptoglobiini) on käytettävissä kuljettamaan hemoglobiinia retikuloendoteelijärjestelmään, jos punasolujen hemolyysi (hajoaminen) tapahtuu. Seerumin haptoglobiinipitoisuus kohoaa tulehduksen ja tiettyjen muiden tilojen aikana; se laskee hemolyyttisissä sairauksissa ja eräissä maksasairauksissa.
Lipidejä on plasmassa suspensiona ja liuoksena. Lipidien pitoisuus plasmassa vaihtelee erityisesti aterioiden yhteydessä, mutta tavallisesti se ei ylitä 1 grammaa 100 millilitrassa. Suurin osa on fosfolipidejä, monimutkaisia molekyylejä, jotka sisältävät rasvahappojen ja glyserolin lisäksi fosforihappoa ja typen emästä. Triglyseridit eli yksinkertaiset rasvat ovat molekyylejä, jotka koostuvat vain rasvahapoista ja glyserolista. Vapaat rasvahapot, joiden pitoisuus on pienempi kuin triglyseridien, vastaavat paljon suuremmasta rasvan kuljetuksesta. Muihin lipideihin kuuluu kolesteroli, joka on merkittävä osa plasman kokonaislipideistä. Nämä aineet esiintyvät plasmassa yhdistettyinä erityyppisiin proteiineihin lipoproteiineina. Veren suurimmat lipidihiukkaset tunnetaan nimellä kylomikronit, ja ne koostuvat suurelta osin triglyserideistä; imeydyttyään suolistosta ne kulkevat imukanavien kautta ja pääsevät verenkiertoon rintaimusolmukkeen kautta. Muut plasman lipidit ovat peräisin ravinnosta tai pääsevät plasmaan kudospaikoista.
Joitakin plasman ainesosia esiintyy plasmassa pieninä pitoisuuksina, mutta niiden vaihtuvuus on suuri ja niillä on suuri fysiologinen merkitys. Näihin kuuluu glukoosi eli verensokeri. Glukoosi imeytyy ruoansulatuskanavasta tai voi vapautua verenkiertoon maksasta. Se on kudossolujen energianlähde ja joidenkin solujen, kuten punasolujen, ainoa energianlähde. Glukoosi säilyy ja käytetään, eikä sitä eritä. Myös aminohapot kulkeutuvat niin nopeasti, että niiden pitoisuus plasmassa pysyy alhaisena, vaikka niitä tarvitaan kaikkeen proteiinisynteesiin koko elimistössä. Proteiiniaineenvaihdunnan lopputuotteena syntyvä virtsa-aine erittyy nopeasti munuaisten kautta. Muut typpipitoiset jätetuotteet – virtsahappo ja kreatiniini – poistuvat samalla tavoin.
Monet epäorgaaniset aineet ovat plasman olennaisia ainesosia, ja jokaisella on erityisiä toiminnallisia ominaisuuksia. Plasman hallitseva kationi (positiivisesti varautunut ioni) on natrium, joka esiintyy soluissa paljon pienempänä pitoisuutena. Koska natrium vaikuttaa osmoottiseen paineeseen ja nesteen liikkeisiin, natriumin määrä elimistössä vaikuttaa merkittävästi solunulkoisen nesteen kokonaistilavuuteen. Munuaiset säätelevät natriumin määrää plasmassa lisämunuaisen erittämän aldosteronihormonin vaikutuksesta. Jos ravinnon sisältämä natrium ylittää tarpeen, munuaiset erittävät ylimääräisen natriumin. Kaliumia, joka on tärkein solunsisäinen kationi, esiintyy plasmassa paljon pienempinä pitoisuuksina kuin natriumia. Kaliumin erittymiseen munuaisten kautta vaikuttaa aldosteroni, joka aiheuttaa natriumin pidättymistä ja kaliumin häviämistä. Kalsium on plasmassa osittain sitoutuneena proteiiniin ja osittain ionisoituneena. Sen pitoisuutta säätelevät kaksi hormonia: lisäkilpirauhashormoni, joka saa pitoisuuden nousemaan, ja kalsitoniini, joka saa sen laskemaan. Magnesium on kaliumin tavoin pääasiassa solunsisäinen kationi, ja sitä esiintyy plasmassa pieninä pitoisuuksina. Näiden kationien pitoisuuksien vaihteluilla voi olla syvällisiä vaikutuksia hermostoon, lihaksiin ja sydämeen, joita tarkat säätelymekanismit yleensä estävät. Rautaa, kuparia ja sinkkiä tarvitaan pieniä määriä välttämättömien entsyymien synteesiin; paljon enemmän rautaa tarvitaan lisäksi hemoglobiinin ja myoglobiinin, lihasten happea sitovan pigmentin, tuotantoon. Näitä metalleja esiintyy plasmassa pieninä pitoisuuksina. Plasman tärkein anioni (negatiivisesti varautunut ioni) on kloridi; natriumkloridi on sen tärkein suola. Bikarbonaatti osallistuu hiilidioksidin kuljetukseen ja pH:n säätelyyn. Myös fosfaatilla on veren pH:ta puskuroiva vaikutus, ja se on elintärkeä solujen kemiallisissa reaktioissa ja kalsiumin aineenvaihdunnassa. Jodidia kulkeutuu plasmassa pieniä määriä; kilpirauhanen ottaa sitä innokkaasti vastaan, ja kilpirauhanen sisällyttää sen kilpirauhashormoniin.
Kaikkien sisäeritysrauhasten hormonit erittyvät plasmaan ja kulkeutuvat kohde-elimiinsä eli elimiin, joihin ne vaikuttavat. Näiden aineiden pitoisuudet plasmassa heijastavat usein niitä erittävien rauhasten toiminnallista aktiivisuutta; joissakin tapauksissa mittaukset ovat mahdollisia, vaikka pitoisuudet ovat erittäin pieniä. Plasman monien muiden ainesosien joukossa on lukuisia entsyymejä. Jotkin näistä näyttävät yksinkertaisesti karanneen kudossoluista, eikä niillä ole toiminnallista merkitystä veressä.