骨骼肌组织中的微循环与心肌组织相似，每根肌纤维均有数条毛细血管围绕，有利于缩短毛细血管中血流和肌细胞之间气体（氧气、二氧化碳）和物质（营养物质、代谢终产物）交换的扩散距离，提高其交接效率。由于骨骼肌纤维直径大于心肌直径，故在单位横截面上，骨骼肌毛细血管的分布密度小于心肌。

与其他组织相比，骨骼肌的血流量和血流速度变化范围较大。由于骨骼肌质量占机体总质量的比例很高（在正常人体，骨骼肌质量占比为35%～40%），骨骼肌在非运动（安静）状态下，平均每100克骨骼肌组织的血流量为1.4～4.5毫升/分，全身骨骼肌血流量占心输出量的15%～17%。因为在安静状态下，体内各部分骨骼肌毛细血管并不全部开放，而是轮流开放，在任何时刻仅有20%～25%的骨骼肌毛细血管处于开放状态。当骨骼肌进行运动时，骨骼肌毛细血管前阻力血管（指小、微动脉和毛细血管前括约肌）舒张，毛细血管开放数量增加，血流量显著增加。与安静状态下相比，骨骼肌血流量可增加15～25倍，每100克骨骼肌组织可增加到50～80毫升/分，此时全身骨骼肌血流量可达心输出量的60%以上。骨骼肌血流量的增加幅度与参与运动的骨骼肌数量和运动的强度有关，参与运动的骨骼肌数量越多，运动强度越大，血流量也越大。此外，骨骼肌血流量和血流速度还与其肌纤维类型（红肌纤维和白肌纤维）有关。红肌纤维因含丰富的肌红蛋白和细胞色素而色泽较红，白肌纤维含肌红蛋白和细胞色素较少而较苍白。红肌纤维直径较小，而白肌纤维直径较大。这样，红肌中毛细血管的相对密度便大于白肌，因而红肌纤维血流量和血流速度大于白肌纤维。

人在安静状态下，骨骼肌血流量主要受交感缩血管神经的调节。该神经对骨骼肌血管的调节具有较高的紧张性调控作用，最大作用时能使骨骼肌血流量减少约1/4，但与其他组织中的交感缩血管效应相比要弱得多。支配骨骼肌血管的交感紧张性活动受压力感受性反射的影响。在运动状态下，骨骼肌血流量主要受局部代谢产物和其他体液因素的调节。骨骼肌运动时，由于能源物质代谢和耗氧量增加，局部代谢终产物、二氧化碳和氢离子等堆积，可引起血管舒张，血流量增加。当剧烈活动时，肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素增多，肾上腺素主要激活骨骼肌血管上的β₂受体，使血管舒张；而去甲肾上腺素则主要激活血管上的α受体，使血管收缩。但一般以骨骼肌舒血管效应占优势。在猫和犬等动物，骨骼肌还接受交感舒血管神经的支配，这类神经仅在发动防御反应时才起作用，其末梢释放乙酰胆碱，引起骨骼肌血管强烈舒张，可使血流量增加达数倍之多。