大脑有2组血液循环，包括颈内动脉系统和椎-基底动脉系统。以顶枕沟为界，大脑半球的前2/3和部分间脑由颈内动脉供应，大脑半球后1/3及部分间脑、脑干和小脑由椎动脉供应。
1、颈内动脉系统：起自劲总动脉，自颈部向上至颅底，经颈动脉管进入颅腔，紧贴海绵窦的内侧壁穿海绵窦腔行向前上，至前床突的内测弯行向上并穿出海绵窦而分支。颈内动脉按其行程可分为4部，颈部、岩部、海绵窦部、前床突上部。其中海绵窦部和前床突上部合称为虹吸部，是动脉硬化的好发部位。
2、椎-基底动脉系统：椎动脉起自锁骨下动脉，向上穿第6至第1颈椎横突孔，经枕骨大孔进入颅腔，在脑桥与延髓交界处腹侧面，左右椎动脉汇合成一条基底动脉。基底动脉沿脑桥腹侧的基底沟上行，至脑桥上缘分为左右大脑后动脉两大终支。