椎动脉的分段在解剖学的分段以及影像学的分大不同，解剖学的分段主要分为四段，而影像学的分段分为五段。解剖学的分段为第一段是椎动脉发出到椎动脉进入第6颈椎横突孔；第二段是椎动脉走行于上六位颈椎的横突口中；第三段颈动脉出寰椎横突口后走行于寰椎动脉沟内；第四段是椎动脉通过枕骨大孔进入硬脊膜后变为颅内段，这四段也被称为颈部、椎骨部、枕部以及颅内部。
影像学上分为五段，V1段也叫横突孔段，指椎动脉穿经枢椎横突孔后以前的一段椎动脉，该段呈垂直走形；V2段也叫横段，是指椎动脉穿出枢椎横突孔至后横行向外侧的一段椎动脉；V3段是寰椎段，是指从椎动脉V2段外端弯曲向上，再垂直上行到寰椎横突孔的一段椎动脉；V4段枕骨大孔段，是指椎动脉V3段上段开始，水平向内行一小段后再弯曲向上，垂直上行入枕骨大孔的一段椎动脉；V5段也叫颅内段，是指椎动脉入枕骨大孔后斜向中线上行，与对侧同名动脉汇合成基底动脉的一段椎动脉。因此，两种分段方式在走形以及位置上尚有一定的差距。