椎动脉由锁骨下动脉第一段发出，左右各一，沿前斜角肌内侧上行，穿上六位颈椎横突孔，经枕骨大孔上升到颅内后，两条椎动脉在脑桥下缘汇合在一起，形成一条粗大的基底动脉，即我们通常所称的椎基底动脉系统。基底动脉至中脑又分成两条大脑后动脉，供应大脑后 2/5 的血液，包括枕叶、颞叶的基底面及丘脑等。椎基底动脉在小脑和桥脑的分支，供应小脑和桥脑的血液。两条大脑前动脉之间有前交通支连接起来，两侧颈内动脉与大脑后动脉之间，有后交通支连接起来，构成脑底动脉环。当此环的某处血液障碍时，可互相调节供应。此外，颈内动脉通过眼动脉，还可以与面、上颌、颞浅等动脉吻合。椎动脉还有许多途径与大脑表面的动脉吻合，侧支循环非常丰富。因此，有时某一动脉发生阻塞时，可由侧支循环代偿，临床上可不出现症状 .
