Den flytande delen av blodet, plasman, är en komplex lösning som innehåller mer än 90 procent vatten. Plasmavattnet är fritt utbytbart med vattnet i kroppens celler och andra extracellulära vätskor och är tillgängligt för att upprätthålla det normala hydreringstillståndet i alla vävnader. Vatten, som är kroppens enskilt största beståndsdel, är nödvändigt för varje levande cells existens.
Den viktigaste lösningen i plasma är en heterogen grupp av proteiner som utgör cirka 7 viktprocent av plasman. Den viktigaste skillnaden mellan plasma och vävnadernas extracellulära vätska är det höga proteininnehållet i plasma. Plasmaprotein utövar en osmotisk effekt genom vilken vatten tenderar att flytta från annan extracellulär vätska till plasman. När kostprotein smälts i mag-tarmkanalen frigörs enskilda aminosyror från polypeptidkedjorna och absorberas. Aminosyrorna transporteras genom plasman till alla delar av kroppen, där de tas upp av cellerna och sätts samman på specifika sätt för att bilda proteiner av många olika slag. Dessa plasmaproteiner frigörs i blodet från de celler där de syntetiserades. En stor del av plasmaproteinerna produceras i levern.
Det viktigaste plasmaproteinet är serumalbumin, en relativt liten molekyl vars huvudsakliga funktion är att hålla kvar vatten i blodet genom sin osmotiska effekt. Mängden serumalbumin i blodet är en avgörande faktor för den totala plasmavolymen. Om serumalbuminet försvinner kan vätska lämna cirkulationen och ansamlas och orsaka svullnad av mjuka vävnader (ödem). Serumalbumin binder vissa andra ämnen som transporteras i plasma och fungerar därmed som ett ospecifikt transportprotein. Bilirubin är till exempel bundet till serumalbumin under sin passage genom blodet. Serumalbumin har fysikaliska egenskaper som gör att det kan separeras från andra plasmaproteiner, som som grupp kallas globuliner. I själva verket är globulinerna en heterogen samling proteiner med mycket varierande struktur och funktion, av vilka endast några få kommer att nämnas här. Immunoglobulinerna, eller antikropparna, produceras som svar på ett specifikt främmande ämne, eller antigen. Till exempel, efter administrering av poliovaccin, som är tillverkat av dödat eller försvagat (försvagat) poliovirus, uppträder i plasman antikroppar som reagerar med poliovirus och effektivt förhindrar att sjukdomen bryter ut. Antikroppar kan framkallas av många främmande ämnen utöver mikroorganismer; immunglobuliner är inblandade i vissa överkänslighets- och allergiska reaktioner. Andra plasmaproteiner är involverade i blodets koagulation.
Många proteiner är på mycket specifika sätt involverade i blodets transportfunktion. Blodets lipider införlivas i proteinmolekyler som lipoproteiner, ämnen som är viktiga för lipidtransporten. Järn och koppar transporteras i plasma av unika metallbindande proteiner (transferrin respektive ceruloplasmin). Vitamin B12, som är ett viktigt näringsämne, är bundet till ett specifikt transportprotein. Även om hemoglobin normalt inte frigörs i plasma finns ett hemoglobinbindande protein (haptoglobin) tillgängligt för att transportera hemoglobin till det retikuloendoteliala systemet om hemolys (nedbrytning) av röda blodkroppar skulle inträffa. Haptoglobinnivån i serum höjs vid inflammation och vissa andra tillstånd; den sänks vid hemolytisk sjukdom och vissa typer av leversjukdomar.
Lipider finns i plasma i suspension och i lösning. Koncentrationen av lipider i plasma varierar, särskilt i samband med måltider, men överstiger normalt inte 1 gram per 100 milliliter. Den största fraktionen består av fosfolipider, komplexa molekyler som förutom fettsyror och glycerol även innehåller fosforsyra och en kvävebas. Triglycerider, eller enkla fetter, är molekyler som endast består av fettsyror och glycerol. Fria fettsyror, som har lägre koncentration än triglycerider, står för en mycket större transport av fett. Andra lipider inkluderar kolesterol, som utgör en stor del av de totala plasmalipiderna. Dessa ämnen finns i plasma i kombination med proteiner av olika typer som lipoproteiner. De största lipidpartiklarna i blodet kallas chylomikroner och består till stor del av triglycerider; efter absorption från tarmen passerar de genom lymfatiska kanaler och kommer in i blodomloppet genom den thorakala lymfkanalen. De övriga plasmalipiderna kommer från maten eller kommer in i plasman från vävnadsställen.
Vissa plasmabeståndsdelar förekommer i plasma i låg koncentration men har hög omsättningshastighet och stor fysiologisk betydelse. Bland dessa finns glukos, eller blodsocker. Glukos absorberas från mag-tarmkanalen eller kan släppas ut i cirkulationen från levern. Det utgör en energikälla för vävnadsceller och är den enda källan för vissa, inklusive de röda blodkropparna. Glukos bevaras och används och utsöndras inte. Aminosyror transporteras också så snabbt att plasmanivån förblir låg, trots att de behövs för all proteinsyntes i hela kroppen. Urea, en slutprodukt från proteinmetabolismen, utsöndras snabbt av njurarna. Andra kvävehaltiga avfallsprodukter – urinsyra och kreatinin – avlägsnas på liknande sätt.
Vissa oorganiska material är viktiga beståndsdelar i plasma, och vart och ett av dem har speciella funktionella egenskaper. Den dominerande katjonen (positivt laddad jon) i plasma är natrium, en jon som förekommer i cellerna i en mycket lägre koncentration. På grund av natriumets effekt på det osmotiska trycket och vätskeförflyttningar är mängden natrium i kroppen en inflytelserik bestämmande faktor för den totala volymen extracellulär vätska. Mängden natrium i plasma kontrolleras av njurarna under påverkan av hormonet aldosteron, som utsöndras av binjuren. Om natrium från kosten överstiger behovet utsöndras överskottet av njurarna. Kalium, den viktigaste intracellulära katjonen, förekommer i plasma i en mycket lägre koncentration än natrium. Den renala utsöndringen av kalium påverkas av aldosteron, som orsakar retention av natrium och förlust av kalium. Kalcium i plasma är delvis bundet till protein och delvis joniserat. Dess koncentration står under kontroll av två hormoner: bisköldkörtelhormon, som får nivån att stiga, och kalcitonin, som får den att sjunka. Magnesium, liksom kalium, är en huvudsakligen intracellulär katjon och förekommer i låg koncentration i plasma. Variationer i koncentrationerna av dessa katjoner kan ha djupgående effekter på nervsystemet, musklerna och hjärtat, effekter som normalt förhindras av exakta regleringsmekanismer. Järn, koppar och zink behövs i spårmängder för syntesen av viktiga enzymer; mycket mer järn behövs dessutom för produktion av hemoglobin och myoglobin, det syrebindande pigmentet i musklerna. Dessa metaller förekommer i plasma i låga koncentrationer. Den viktigaste anjonen (negativt laddad jon) i plasma är klorid; natriumklorid är det viktigaste saltet. Bikarbonat deltar i transporten av koldioxid och i regleringen av pH-värdet. Fosfat har också en buffrande effekt på blodets pH-värde och är viktigt för cellernas kemiska reaktioner och för kalciummetabolismen. Jodid transporteras genom plasma i spårmängder; det tas ivrigt upp av sköldkörteln, som inkorporerar det i sköldkörtelhormon.
Hormonerna från alla endokrina körtlar utsöndras i plasma och transporteras till sina målorgan, de organ som de utövar sin verkan på. Plasmanivåerna av dessa ämnen återspeglar ofta den funktionella aktiviteten hos de körtlar som utsöndrar dem; i vissa fall är mätningar möjliga trots att koncentrationerna är extremt låga. Bland de många andra beståndsdelarna i plasma finns många enzymer. En del av dessa verkar helt enkelt ha rymt från vävnadsceller och har ingen funktionell betydelse i blodet.