Vertebralna arterija je zapletena mreža arterij, ki se nahajajo v zadnjem delu vratu. Izvira iz dveh glavnih krvnih žil zgornjega dela prsnega koša, imenovanih subklavijske arterije, ki se kot veja povezuje z drugimi arterijami, kot sta notranja torakalna arterija in dorzalna lopatična arterija. Je del ene srednje črte bazilarne arterije, ki oskrbuje s kisikom bogato kri v možgane prek Willisovega kroga. Tako je glavna arterija vertebrobazilarnega arterijskega sistema, ki oskrbuje s krvjo pomembne dele možganov, ki vključujejo male možgane, medulo, srednje možgane, okcipitalno skorjo, most in talamus. Vertebralna arterija je običajno razdeljena na štiri dele.
Prvi del vretenčne arterije, znan tudi kot prevertebralni del, potuje navzgor in navzdol med dvema vratnim mišicama, imenovanima mišica Longus colli, in sprednjo skalensko mišico. Oba se nahajata na sprednji ali sprednji površini vretenca, natančneje pri tretjem do šestem vratnem vretenci. Na prevertebralnem delu se nahajajo notranje vratne žile, ki zbirajo kri iz možganov, vratu in obraza. Zadaj se nahajajo živčna vlakna in tkivne mase, kot sta simpatično deblo oziroma spodnji cervikalni ganglion.
Drugi del ali atlantski del vretenčne arterije potuje navzgor skozi šesto do drugega vratnega vretenca. Obkroža ga kompleks tkiv in žil, ki skupaj predstavljajo vretenčno veno. To specializirano krvno žilo lahko najdete v zgornjem delu hrbta.
Tretji del vretenčne arterije se imenuje prečni del. To je zato, ker je njegovo glavno mesto foramen transversarium, ki je odprtina sedmega vratnega vretenca. Prečni del vretenčne arterije pokriva Semispinalis capitis, globoka dolga mišica, ki pomaga pri raztezanju in vrtenju glave.
Četrti del vretenčne arterije se imenuje intrakranialni del. Ob njegovih straneh je par živcev, prvi lobanjski živec in hipoglosalni živec, lobanjski živec, ki zagotavlja motorna vlakna skoraj vsem jezikovnim mišicam. Intrakranialni del vretenčne arterije je značilen po tem, da je še posebej blizu možganom, saj gre skozi membrano dura mater tega organa in do sprednjega dela spodnjega možganskega debla, imenovanega podolgovata medula. Del ga lahko najdemo tudi na mostu, ki je del možganskega debla nad podolgovato medulo. Tam pomaga pri oblikovanju bazilarne arterije.