颅内动脉主要有颈内动脉系统和椎动脉系统两大部分组成，颈内动脉系统主要有眼动脉、后交通动脉、脉络膜前动脉、大脑前动脉以及大脑中动脉五大分支组成；椎动脉的主要分支有脊髓的前、后动脉以及小脑下后动脉；基底动脉的主要分支主要有小脑的下前动脉、迷路动脉、脑桥动脉、小脑上动脉以及大脑后动脉组成。
以上的动脉由两侧大脑前动脉起始段、两侧的颈内动脉末端、两侧大脑后动脉，以及前后交通动脉最终形成了大脑动脉环，也就是Willis环，这个大脑动脉环也就是大脑动脉解剖的主要结构。