Glavu i vrat snabdijevaju dva para velikih arterija: zajedničke karotidne arterije naprijed i vertebralne arterije pozadi, koje se u lobanji spajaju u zajednički kolateralni prsten.

Zajednička karotidna arterija (arteria carotis communis) polazi asimetrično: desna iz trunkusa brahiocefalikusa u korijenu vrata, lijeva direktno iz aortnog luka u grudnom košu. Na visini gornje ivice štitaste hrskavice, obično na nivou trećeg i četvrtog vratnog pršljena, svaka se dijeli na spoljašnju i unutrašnju karotidnu arteriju.

Spoljašnja karotidna arterija (arteria carotis externa) snabdijeva lice, vilice, vrat, jednjak i grkljan preko osam glavnih grana: gornje štitaste, uzlazne ždrijelne, jezične, lične, potiljačne, zadnje aurikularne, i dvije završne, maksilarne i površne temporalne arterije. Unutrašnja karotidna arterija (arteria carotis interna) ulazi u lobanju i snabdijeva veći dio mozga; njena dalja podjela na moždane grane opisana je detaljnije na stranicama posvećenim mozgu.

Vertebralna arterija (arteria vertebralis), prva i najveća grana potključne arterije, prolazi kroz otvore poprečnih nastavaka vratnih pršljenova, pa kroz veliki potiljačni otvor u lobanju, gdje se sa suprotnom stranom spaja u baznu arteriju.

Unutrašnje karotidne i vertebralne arterije se u lobanji povezuju u Willisov krug (circulus arteriosus cerebri), prstenastu strukturu koja spaja prednju i zadnju cirkulaciju mozga preko prednje i dvije zadnje komunikantne arterije, obezbjeđujući kolateralni protok ako se jedan od glavnih dovoda zapuši.