Động mạch não trên giữa là một nhánh của động mạch vành khăn. Nó chạy phía trước hai trong số các cơ gân kheo, cụ thể là cơ bán động (semimembranosus) và cơ bán nguyệt (semitendinosus). Nó chạy bên dưới gân của cơ gân kheo thứ ba, dây dẫn bổ sung (adductor magnus).
Nó và các nhánh của nó cung cấp cho cơ hình giọt nước (mênh mông trung gian), xương đùi và khớp gối với máu được cung cấp oxy. Động mạch và các nhánh của nó hợp nhất (nối tiếp) với động mạch genicular trên bên, động mạch genicular dưới giữa và động mạch genicular cao nhất.
Một biến chứng tiềm ẩn của phẫu thuật thay khớp gối là giả phình động mạch não trên giữa. Phình mạch giả xảy ra khi động mạch bị giãn hoặc to ra do chấn thương, khiến máu bị rò rỉ ra bên ngoài thành động mạch. Điều trị tình trạng này có thể bao gồm phẫu thuật, dùng thuốc hoặc đơn giản là tạo áp lực kéo dài lên vị trí của phình mạch giả.
