Skomplikowany system tętnic dostarcza mózgowi tlenu, którego potrzebuje do funkcjonowania. Tętnice szyjne wewnętrzne i tętnice kręgowe są głównymi naczyniami mózgowymi dostarczającymi krew do mózgu. Tętnice te tworzą krąg znany jako krąg Willisa, którego nazwa pochodzi od Thomasa Willisa, brytyjskiego lekarza, który je odkrył. Okrąg Willisa znajduje się u podstawy mózgu, gdzie łączą się z innymi naczyniami mózgu. Ten system tętnic został zaprojektowany w taki sposób, że w przypadku zablokowania jednej tętnicy przepływ krwi może zostać przekierowany do innych tętnic.
Tętnice szyjne wewnętrzne dostarczają krew do przedniej części mózgu. Lewa tętnica szyjna wewnętrzna dostarcza krew do lewej części mózgu, a prawa szyjna wewnętrzna dostarcza krew do prawej części mózgu. Gdy każda tętnica szyjna wewnętrzna wchodzi do czaszki, dzieli się na trzy gałęzie, które łączą się z przednią tętnicą mózgową, środkową tętnicą mózgową i tylną tętnicą łączącą.
Przednia tętnica mózgowa dostarcza krew do płatów czołowych. Płaty czołowe to części mózgu, które kontrolują osobowość, logiczne myślenie i dobrowolne ruchy. Tętnica środkowa mózgu dostarcza krew do części płatów czołowych, ciemieniowych i skroniowych mózgu. To terytorium naczyniowe jest związane z czynnościami czuciowymi i motorycznymi ręki, ramienia, gardła i twarzy oraz wpływa na mowę.
Tętnica łącząca tylna dostarcza krew do płata skroniowego i potylicznego. Płat skroniowy kontroluje pamięć, język i przetwarzanie słuchowe. Płat potyliczny kontroluje wzrok i odpowiada za takie zadania, jak percepcja motoryczna, przetwarzanie przestrzenne i rozróżnianie kolorów.
Tętnice kręgowe łączą się z tętnicami podstawnymi. Te naczynia mózgowe dostarczają krew do pnia mózgu, tylnej części mózgu i części móżdżku. Pień mózgu koordynuje ruchy po lewej i prawej stronie ciała. Mózg jest powiązany z osądem, percepcją, podejmowaniem decyzji, myśleniem i wyobraźnią, a móżdżek kontroluje równowagę i ruch.
Mózg wymaga stałego przepływu krwi, aby utrzymać zdrowe tkanki i wspierać funkcję nerwów. Szacuje się, że mózg zużywa około 25% tlenu w organizmie i prawie 20% krwi. W przeciwieństwie do innych tkanek ciała, mózg nie może magazynować paliwa, więc potrzebuje ciągłego dostarczania glukozy, którą może zapewnić stałe krążenie krwi. Naczynia mózgu rozprowadzają krew w mózgu, aby zapewnić, że wszystkie jego nerwy i komórki otrzymują potrzebne im składniki odżywcze.