Độ cứng động mạch là thuật ngữ dùng chỉ khả năng co giãn động mạch theo chu kỳ co bĩp của tim. Độ cứng động mạch liên quan đến tế bào nội mơ mạch máu và trương lực tế bào cơ trơn thành mạch máu. Thành động mạch là một cấu trúc cĩ tổ chức cao bao gồm các protein nền (các sợi collagen định hướng theo các hướng khác nhau và các phiến đàn hồi), các tế bào cơ trơn và các thành phần nền khác như glycosaminoglycans [82],[83]. Thành phần của thành động mạch thay đổi từ động mạch chủ trung tâm ra ngoại vi; về trung tâm, mơi trường của các động mạch đàn hồi lớn cĩ cấu trúc siêu mỏng của
các phiến đàn hồi đồng tâm (lên đến 60–80 phiến ở động mạch chủ lên), xen kẽ bởi các lớp mơ liên kết chứa các tế bào cơ trơn. Cấu trúc vi mơ này dần dần biến mất, với số lượng tế bào đàn hồi giảm và lượng tế bào cơ trơn tăng lên ở các mạch kích thước trung bình, và đặc biệt, các mạch nhỏ hơn (như tiểu động mạch) [82]. Collagen liên tục bị phân hủy và lắng đọng trong quá trình cân bằng nội mơi sinh học cơ học, cho phép các mạch máu phát triển và tu sửa lại để đáp ứng với những thay đổi của mơi trường cơ học hoặc sinh học [84]. Các thành phần chính của sợi đàn hồi là elastin (thành phần cốt lõi của sợi đàn hồi), sợi nhỏ fibrillin (giàn giáo để hình thành sợi đàn hồi và cĩ thể nhìn thấy ở ngoại vi của lõi elastin), và các protein liên quan cần thiết cho sự liên kết ngang và sắp xếp của các vi cấu tử. Tuy nhiên, Elastin được cho là chỉ được lắng đọng trong mơi trường của thành động mạch trong quá trình phát triển của bào thai và trẻ sơ sinh. Các sợi collagen được tuyển chọn dần dần với mức độ căng và áp lực ngày càng tăng, giải thích sự phi tuyến tính rõ rệt trong phản ứng cơ học của động mạch khi bị kéo căng hoặc chịu áp lực trong một phạm vi lớn, với sự cứng dần chức năng của động mạch ở áp suất cao hơn.