腦的動脈分屬兩個系統(tǒng):頸內(nèi)動脈系統(tǒng)和椎-基底動脈系統(tǒng)。兩個動脈系統(tǒng)以頂枕溝為界,大腦半球前2/3和部分間腦的血液由頸內(nèi)動脈系統(tǒng)供應(yīng),大腦半球后1/3以及部分間腦、腦干和小腦的血液由椎-基底動脈系統(tǒng)供應(yīng)。頸內(nèi)動脈和椎-基底動脈的分支在腦底形成吻合,稱為大腦動脈環(huán),又稱Willis環(huán)。大腦動脈環(huán)的存在,對腦血液供應(yīng)的調(diào)節(jié)與代償起著重要作用。頸內(nèi)動脈和椎-基底動脈都位于腦的腹側(cè)面,因此腦的動脈分支都由腹側(cè)面發(fā)出,然后繞行到腦的背側(cè)面,沿途發(fā)出分支供應(yīng)腦的各個結(jié)構(gòu)。

供應(yīng)大腦半球的動脈可分為皮質(zhì)支與中央支。皮質(zhì)支進(jìn)入軟膜后先吻合成網(wǎng),然后從吻合網(wǎng)上發(fā)出細(xì)小分支,以垂直方向進(jìn)入皮質(zhì),在腦實質(zhì)內(nèi)的行程長短不一,短支分布于皮質(zhì),長支可經(jīng)皮質(zhì)一直延伸到皮質(zhì)下髓質(zhì)。中央支起自動脈主干的近側(cè)端,它們幾乎垂直穿入腦實質(zhì),供應(yīng)腦內(nèi)灰質(zhì)核團(tuán)如基底核、丘腦等,也分布至腦的白質(zhì)如內(nèi)囊、外囊等。過去一般認(rèn)為皮質(zhì)支與中央支穿入腦實質(zhì)后是不吻合的終動脈,而現(xiàn)在許多實驗證明,中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在毛細(xì)血管前的吻合,否認(rèn)終動脈的說法。但是,當(dāng)一個主要血管阻塞時,這種吻合不能維持足夠量的血液循環(huán),因而產(chǎn)生該動脈分布區(qū)的一個缺血軟化灶。