Hemolymfa je ekvivalentem krve u bezobratlých živočichů s otevřenou oběhovou soustavou – tedy i u medonosné včely. Narozdíl od krve obratlovců hemolymfa neobsahuje erythrocyty (červené krvinky) s hemoglobinem a nepřenáší kyslík. Transport plynů (O₂ a CO₂) zajišťuje výhradně vzdušnicová soustava (trachejální systém). Hemolymfa plní funkce analogické plazmě savčí krve, lymfy a části imunitního systému dohromady.
Složením je hemolymfa komplexní vodná tekutina. Tvoří ji plazma s rozpuštěnými sacharidy (především trehalóza – specifický disacharid přítomný v hemolymfě hmyzu místo glukózy; je stabilnější a snadněji mobilizovatelná pro letové svaly), lipidy vázané na lipoforin (nosný lipoprotein) a vitelogenin (multifunkční lipoprotein), aminokyselinami (pool pro biosyntézu), hormony (juvenilní hormon I, II, III; ekdysteroidy regulující svlékání a metamorfózu), enzymy, ionty (Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cl⁻) a hemocyty. Celkový objem hemolymfy tvoří přibližně 20–30 % tělesné hmotnosti včely a mění se s věkem, fyziologickým stavem a ročním obdobím.
Hemocyty jsou buněčnou složkou hemolymfy a plní roli imunitního systému. Jejich hlavní typy jsou: prohemocyty (pluripotentní kmenové buňky schopné diferenciace v ostatní typy), plasmatocyty (nejpočetnější typ; fagocytóza bakterií, hub, virů a dalších patogenů), granulocyty (obsahují granula s imunitními efektory; degranulace a imunitní signalizace), oenocyty (metabolismus lipidů, biosyntéza kutikulárních uhlovodíků) a spherulocyty (funkce nejasná, pravděpodobně role v hojení ran a imunitě). Celkový počet hemocytů závisí na věku a zdravotním stavu včely.
Při infekci se hemocyty mobilizují a zahajují imunitní odpověď. Fagocytóza pohlcuje malé patogeny (bakterie, kvasinky) uvnitř hemocytů a ničí je lysozomálními enzymy. Větší cizí tělesa (parazitické larvy, velká houby) jsou obklopeny vícevrstvou melaninovou kapslí – enkapsulace. Produkce reaktivních kyslíkových intermediátů (superoxid, peroxid vodíku) v hemolymfě přispívá k likvidaci patogenů. Antimikrobiální peptidy (defensin, abaecin, hymenoptaecin, apidaecin) jsou syntetizovány tukovým tělesem a uvolňovány do hemolymfy jako efektory humorální imunity.
Trehalóza, hlavní cirkulující cukr hemolymfy, slouží jako rychle mobilizovatelný energetický zdroj pro letové svaly. Při intenzivním letu může být trehalóza z hemolymfy spotřebovávána rychlostí přibližně 1 mg za hodinu. Musí být průběžně doplňována z tukového tělesa glykogenolýzou (rozkladem glykogenu) a glukoneogenezí. Trehalóza má navíc kryoprotektivní vlastnosti – při mírném ochlazení chrání buněčné struktury před poškozením.
Hemolymfa hraje klíčovou roli v termoregulaci celého těla: přenáší teplo vzniklé při práci letových svalů v hrudi do ostatních částí těla. Při zahřívání plodu v hnízde přenáší hemolymfa teplo z thoraxu do abdominálního tělesa a odtud do buněk s larvami. Tato distribuce tepla je fyziologicky efektivnější než přímý kontakt, protože hemolymfa obklopuje všechny orgány a rovnoměrně je ohřívá. Cirkulace hemolymfy je tak i termoregulačním systémem – živá klimatizace včelího těla.