Un sistem complex de artere furnizează creierului oxigenul de care are nevoie pentru a funcționa. Carotidele interne și arterele vertebrale sunt principalele vase ale creierului care furnizează sânge către creier. Aceste artere formează un cerc cunoscut sub numele de cercul lui Willis, care poartă numele de Thomas Willis, medicul britanic care l-a descoperit. Cercul lui Willis este situat la baza creierului, unde este unit de alte vase ale creierului. Acest sistem arterial este proiectat astfel încât, dacă există un blocaj într-o arteră, fluxul de sânge poate fi deviat către alte artere.
Arterele carotide interne furnizează sânge în partea din față a creierului. Carotida internă stângă furnizează sânge în partea stângă a creierului, iar carotida internă dreaptă furnizează sânge în porțiunea dreaptă. Pe măsură ce fiecare arteră carotidă internă intră în craniu, se împarte în trei ramuri care se conectează la artera cerebrală anterioară, artera cerebrală medie și artera comunicantă posterioară.
Artera cerebrală anterioară furnizează sânge lobilor frontali. Lobii frontali sunt părțile creierului care controlează personalitatea, gândirea logică și mișcarea voluntară. Artera cerebrală medie furnizează sânge în părți ale lobilor frontal, parietal și temporal ai creierului. Acest teritoriu vascular este asociat cu activitățile senzoriale și motorii ale mâinii, brațului, gâtului și feței și afectează vorbirea.
Artera comunicantă posterioară furnizează sânge lobii temporal și occipital. Lobul temporal controlează memoria, limbajul și procesarea auditivă. Lobul occipital controlează vederea și este responsabil pentru sarcini precum percepția motorie, procesarea spațială și discriminarea culorilor.
Arterele vertebrale se conectează cu arterele bazilare. Aceste vase ale creierului furnizează sânge către trunchiul cerebral, partea din spate a creierului și o parte a cerebelului. Trunchiul cerebral coordonează mișcările din partea stângă și dreaptă a corpului. Creierul este asociat cu judecata, percepția, luarea deciziilor, gândirea și imaginația, iar cerebelul controlează echilibrul și mișcarea.
Creierul are nevoie de un flux constant de sânge pentru a-și menține țesuturile sănătoase și pentru a susține funcția nervoasă. S-a estimat că creierul folosește aproximativ 25% din oxigenul din organism și aproape 20% din sânge. Spre deosebire de alte țesuturi ale corpului, creierul nu poate stoca combustibil, așa că are nevoie de aprovizionarea continuă cu glucoză pe care o poate asigura circulația constantă a sângelui. Vasele creierului circulă sângele în tot creierul pentru a se asigura că toți nervii și celulele acestuia primesc nutrienții de care au nevoie.