Η σπονδυλική αρτηρία είναι ένα περίτεχνο δίκτυο αρτηριών που βρίσκεται στο πίσω μέρος του λαιμού. Προέρχεται από τα δύο κύρια αιμοφόρα αγγεία του άνω στήθους που ονομάζονται υποκλείδιες αρτηρίες, ενώνοντας άλλες αρτηρίες όπως η εσωτερική θωρακική αρτηρία και η ραχιαία αρτηρία της ωμοπλάτης ως κλάδος. Είναι μέρος της ενιαίας βασικής αρτηρίας μέσης γραμμής που παρέχει αίμα πλούσιο σε οξυγόνο στον εγκέφαλο μέσω του κύκλου του Willis. Έτσι, είναι μια σημαντική αρτηρία του σπονδυλοβασικού αρτηριακού συστήματος, η οποία παρέχει αίμα σε σημαντικά τμήματα του εγκεφάλου που περιλαμβάνουν την παρεγκεφαλίδα, το μυελό, το μέσο του εγκεφάλου, τον ινιακό φλοιό, τους πόνους και τον θάλαμο. Η σπονδυλική αρτηρία χωρίζεται συνήθως σε τέσσερα μέρη.
Το πρώτο μέρος της σπονδυλικής αρτηρίας, γνωστό και ως το προσπονδυλικό τμήμα, ταξιδεύει με έναν άνω-κάτω τρόπο μεταξύ δύο μυών του λαιμού που ονομάζεται μυς Longus colli και πρόσθιος μυς της κλίμακας. Και οι δύο βρίσκονται στην πρόσθια ή μπροστινή επιφάνεια της σπονδυλικής στήλης, συγκεκριμένα, στον τρίτο έως τον έκτο αυχενικό σπόνδυλο. Οι εσωτερικές σφαγίτιδες φλέβες, που συλλέγουν αίμα από τον εγκέφαλο, το λαιμό και το πρόσωπο, μπορούν να βρεθούν στο προσπονδυλικό τμήμα. Νευρικές ίνες και μάζες ιστών όπως ο συμπαθητικός κορμός και το κάτω αυχενικό γάγγλιο, αντίστοιχα, μπορούν να βρεθούν στο πίσω μέρος.
Το δεύτερο μέρος ή το ατλαντικό τμήμα της σπονδυλικής αρτηρίας ταξιδεύει προς τα πάνω μέσω του έκτου στους δεύτερους αυχενικούς σπονδύλους. Γύρω του υπάρχει ένα σύμπλεγμα ιστών και φλεβών που συνδυάζονται για να παρουσιάσουν μια σπονδυλική φλέβα. Αυτό το εξειδικευμένο αιμοφόρο αγγείο μπορεί να βρεθεί στο πάνω μέρος της πλάτης του λαιμού.
Το τρίτο μέρος της σπονδυλικής αρτηρίας ονομάζεται εγκάρσιο τμήμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κύρια θέση του είναι το foramen transversarium, το οποίο είναι ένα άνοιγμα των έβδομων αυχενικών σπονδύλων. Καλύπτει το εγκάρσιο τμήμα της σπονδυλικής αρτηρίας είναι το Semispinalis capitis, ένας βαθύς μακρύς μυς που βοηθά στην έκταση και περιστροφή του κεφαλιού.
Το τέταρτο μέρος της σπονδυλικής αρτηρίας αναφέρεται ως ενδοκρανιακό τμήμα. Στις πλευρές του υπάρχουν ένα ζευγάρι νεύρα, το πρώτο κρανιακό νεύρο και το υπογλωσσικό νεύρο, ένα κρανιακό νεύρο που παρέχει κινητικές ίνες σχεδόν σε όλους τους μυς της γλώσσας. Το ενδοκρανιακό τμήμα της σπονδυλικής αρτηρίας είναι αξιοσημείωτο ότι βρίσκεται ιδιαίτερα κοντά στον εγκέφαλο, καθώς περνά μέσα από τη μεμβράνη του σκληρού όγκου αυτού του οργάνου και στο μπροστινό μέρος του κάτω εγκεφαλικού στελέχους του, που ονομάζεται επιμήκης μυελός. Μέρος του μπορεί επίσης να βρεθεί στο πονγκ, το οποίο είναι ένα τμήμα του στελέχους του εγκεφάλου πάνω από τον επιμήκη μυελό. Εκεί βοηθά στον σχηματισμό της βασικής αρτηρίας.