上颌神经是三叉神经的第二支，属于感觉神经，主要负责面部、鼻腔、口腔等部位的感觉传导。它的分支众多，可分为颅中窝段、翼腭窝段、眶下管段和面段。

在颅中窝段，上颌神经发出脑膜中神经，它分布于硬脑膜，主要负责硬脑膜的感觉。

翼腭窝段的分支较为重要且复杂。首先是颧神经，它经眶下裂入眶，分为颧颞神经和颧面神经，分别分布于颧、颞部皮肤，起到传递该区域感觉的作用。翼腭神经也称神经节支，通常有两支，向下连于翼腭神经节，由此节发出的分支又可分为鼻支、腭神经和咽神经。鼻支分布于鼻腔黏膜；腭神经又分为腭前神经、腭中神经和腭后神经，腭前神经分布于上颌3 - 8的腭侧黏骨膜及牙龈，腭中神经和腭后神经分布于软腭及腭扁桃体。咽神经则分布于鼻咽部黏膜。上牙槽后神经在翼腭窝内自上颌神经主干发出，经翼上颌裂出翼腭窝，进入颞下窝，在上颌骨体后面发出分支，分布于上颌7、8及6的腭根和远中颊根、牙周膜、牙槽骨及颊侧牙龈。

眶下管段主要有上牙槽中神经和上牙槽前神经。上牙槽中神经分布于上颌5、6的近中颊根、牙周膜、牙槽骨及颊侧牙龈；上牙槽前神经分布于上颌1 - 4的牙髓及其牙周膜、牙槽骨、唇侧牙龈。

面段即眶下神经出眶下孔后分出的分支，包括睑下支、鼻外侧支、鼻内侧支和上唇支，它们分别分布于下睑、鼻背外侧、鼻前庭皮肤及上唇的皮肤和黏膜，为这些部位提供感觉。