A artéria carótida interna estende-se desde a bifurcação da carótida primitiva até à base do crânio, atravessa o canal carotídeo entrando dentro da caixa craniana. No seu trajecto extra-carotídeo, a carótida interna situa-se na face lateral do pescoço, atravessando, de baixo para cima, o espaço maxilo-faríngeo. Após entrar no crânio, percorre um curto trajecto sinuoso ( sifão carotídeo) e divide-se em artéria cerebral média, e artéria cerebral anterior. A artéria cerebral anterior participa do polígono de Willis.