Os vasos umbilicais são artérias e veias do cordão umbilical que transferem sangue, oxigênio e nutrientes entre o feto e sua mãe. Os resíduos transportados pelo sangue removidos do feto também viajam para fora do feto através dos vasos umbilicais. Esses vasos estão ligados à membrana da placenta, permitindo que eles absorvam a nutrição da placenta através do processo de difusão. Depois que a placenta é expelida da mãe após o nascimento, os vasos param de funcionar em poucos minutos, mas as artérias e veias vermelhas e roxas ainda podem ser vistas na fina membrana que circunda o cordão umbilical. Após a expulsão, os vasos se contraem para impedir a perda maciça de sangue do bebê.
O sistema circulatório fetal em desenvolvimento trabalha em conjunto com os vasos umbilicais até que o bebê seja totalmente capaz de lidar com a circulação sanguínea de forma independente. Uma vez que uma mulher engravida, os vasos umbilicais começam a se formar nas primeiras três semanas. Na quinta semana, os vasos estão totalmente desenvolvidos e cercados por um cordão umbilical em desenvolvimento. O sangue que eles carregam é mais rico em oxigênio do que o sangue humano típico. Os livros de medicina sugerem que os vasos transportam sangue com até 50% mais oxigênio do que o sangue da mãe em gestação.
Normalmente, apenas uma veia umbilical transporta esse oxigênio altamente concentrado e outra nutrição da placenta para o bebê em crescimento, enquanto duas artérias umbilicais levam o sangue de volta para a placenta, onde pode se tornar reoxigenado. Antes que esses vasos fetais sejam formados, o bebê deve permanecer ligado diretamente à placenta em desenvolvimento para sobreviver. Um pequeno pedúnculo na placenta é o local onde a malha dos vasos sanguíneos fetais começa a se desenvolver e, eventualmente, é envolvida pelo cordão umbilical. Como os vasos são tão essenciais para a sobrevivência do bebê, o cordão se forma durante a mesma fase de desenvolvimento dos vasos umbilicais com o único objetivo de proteger essas vias frágeis e nutritivas. Se a circulação através dos vasos sanguíneos fetais for prejudicada de alguma forma, podem ocorrer problemas de desenvolvimento e defeitos permanentes do bebê.
Os vasos umbilicais são amortecidos por um ambiente viscoso conhecido como geléia da Wharton. Essa geléia protege os vasos contra a ruptura, à medida que o cordão umbilical sofre torções e reviravoltas à medida que o feto se desenvolve. Ocasionalmente, podem ocorrer problemas durante a formação de vasos sanguíneos umbilicais. Por exemplo, às vezes uma artéria se forma em vez de duas; isso acontece em menos de 1% dos bebês e é freqüentemente associado a mulheres grávidas fumantes, de acordo com relatórios médicos. Hérnias no local onde o cordão umbilical se liga também podem ocorrer, afetando a função dos vasos.