Femoralna arterija je nastavak spoljašnje ilijačne arterije ispod ingvinalnog ligamenta, gdje se u femoralnom trouglu palpira puls, medijalno od istoimenog nerva i lateralno od vene.

Ubrzo nakon ulaska u natkoljenicu, femoralna arterija daje svoju najveću granu, duboku femoralnu arteriju (arteria profunda femoris), koja snabdijeva veći dio muskulature natkoljenice, dok glavno stablo nastavlja niz medijalnu stranu natkoljenice kroz aduktorski kanal do otvora u m. adductor magnus, gdje ulazi u poplitealnu jamu i mijenja ime u poplitealnu arteriju. Na donjem rubu mišića poplitea, ona se dijeli na prednju golenjaču arteriju, koja prolazi naprijed i nastavlja se na stopalu kao arterija dorsalis pedis, i zadnju golenjaču arteriju, koja odmah po početku daje svoju najveću granu, strelastu (fibularnu) golenjaču arteriju. Zadnja golenjača arterija snabdijeva zadnji dio potkoljenice i dijeli se na medijalnu i lateralnu plantarnu arteriju, koje snabdijevaju taban stopala, dok strelasta golenjača arterija snabdijeva prvenstveno bočni dio potkoljenice.