大脑的供血分为颈内动脉系统及椎基底动脉系统，颈内动脉系统供应大脑前3/5的血液。大脑中动脉是颈内动脉的直接延续，不参与大脑动脉环组成，在进入大脑外侧沟之前会发出许多中央支，以供应内囊和基底节。
大脑中动脉在大脑背外侧面，主干行于大脑外侧沟，最后终止于角回动脉，沿途发出许多皮层支，广泛分布于除额极和枕叶之外的大脑半球背外侧面，包括额中回以下，中央前回和后回的下3/4，顶下小叶、颞上中回及颞下回的上缘或者上半、颞极内外侧面及岛叶皮质，枕叶的枕外侧沟以前的皮层区，其涉及运动区、运动前区、体感区、听区及联络区。
若大脑中动脉的中央支出血，即内囊出血，患者可出现偏瘫、偏盲、偏身感觉障碍的三联征。若大脑中动脉闭塞，可出现严重的大面积脑梗死，危及患者的生命。
