Сосудистое распределение головного мозга достаточно сложно, и артериальную систему принято разделять на переднюю и заднюю системы кровообращения. Передняя система кровообращения берет начало от внутренней сонной артерии, которая делится на среднюю мозговую артерию и глубокие перфорирующие ветви средней мозговой артерии, далее на переднюю мозговую артерию, которая соединяется со средней мозговой артерией передней коммуникационной артерией. При заднем кровообращении две позвоночные артерии в шейном отделе образуют базилярную артерию, которая снабжает кровью заднюю часть мозга. После того как базилярная артерия поднимается вверх, она делится на две задние мозговые артерии, а между задними мозговыми артериями и средними мозговыми артериями существует связь посредством задних сообщающихся артерий, что образует полное кольцо Уиллиса, и таким образом кровеносные сосуды мозга обладают более сильной компенсаторной функцией.