La barrera hematoencefálica es parte de un sistema de interfaces entre los diferentes compartimientos en el sistema nervioso central. Se refiere a la interface entre  el compartimiento intravascular a nivel de capilares y vénulas postcapilares y el espacio intercelular del parénquima cerebral.
El concepto de BARRERA significa que las sustancias circulantes en el interior de los vasos sanguíneos pasan a una velocidad menor y en menor proporción al espacio perivascular en el parénquima cerebral, que lo que se observa para las mismas sustancias en el resto de los territorios vasculares del organismo.
Este proceso de restricción en el paso de estas sustancias varía con base a diferentes factores:

•Tipo de sustancia
•Región del parénquima cerebral
•Etapa del desarrollo y edad del individuo
•Condiciones fisiológicas y metabólicas de la región
•Alteraciones patológicas

La ubicación morfológica donde se llevan a cabo estos procesos fisiológicos se localiza en la región comprendida en la célula endotelial de los capilares y vénulas postcapilares, su membrana basal, la capa de pericitos y la serie de expansiones citoplásmicas de las prolongaciones astrocíticas que forman una especie de “manguito” perivascular.
Por sus características físicas genéricas, las sustancias en cuestión se clasifican en liposolubles, no liposolubles y difusibles.
Debido a que las sustancias liposolubles y las difusibles pueden pasar con facilidad a través de las membranas celulares, los mecanismos que determinan los gradientes de concentración en la interface luz vascular–parénquima cerebral son muy variados, entre los que se tienen bombas metabólicas, transporte activo y facilitado, etc.
Para el estudio de los mecanismos de paso de las sustancias no liposolubles, se han empleado los marcadores de espacio intercelular con técnicas morfofisiológicas de microscopía de luz y microscopía electrónica, tanto de trasmisión como de barrido, en correlación con técnicas conductuales, bioquímicas y de biología molecular.
 Los marcadores de espacio intercelular se han clasificado de acuerdo con:

• Sus características físico-químicas,
• Su peso molecular,
• Su tamaño molecular.

Los más comúnmente empleados son:

• Agregados coloidales (carbón coloidal)
• Proteínas con actividad enzimática (Catalasa, Mieloperoxidasa, Lactoperoxidasa, Hemoglobina, Peroxidasa de Raiz Fuerte, Mioglobina, Citocromo C, Microperoxidasa)
• Microagregados electrodensos (Azul Alciano-Lantano, Uranilo-Osmio)
• Microelementos individuales (Cobre)

Las investigaciones que han realizado los grupos de fisiólogos en diferentes laboratorios, en relación con el paso de sustancias no liposolubles a través del endotelio vascular en los diferentes territorios del organismo, a excepción del sistema nervioso central, han postulado la existencia de un sistema de poros grandes y un sistema de poros pequeños. Ambos con importantes implicaciones fisiológicas.
En estas condiciones, el sistema de poros grandes está representado por las fenestras en los vasos fenestrados y por el transporte vesicular, mientras que el sistema de poros pequeños está representado por la permeabilidad del espacio intercelular en el endotelio vascular.
De acuerdo con las investigaciones realizadas por distintos grupos en que se incluyen las de nuestro grupo de trabajo, hemos llegado a la conclusión de que en el sistema nervioso central, el sistema de poros grandes está reducido a su mínima expresión en las áreas cerebrales con barrera hematoencefálica, mientras que no existe en estas áreas, un sistema de poros pequeños. Las implicaciones fisiológicas que estos conceptos tienen en condiciones  normales y patológicas en la biología del sistema nervioso es un motivo de futuras investigaciones.