腘动脉是股动脉的延续，位于膝盖的后面，在腘窝的深部下行，与股骨腘面及膝关节囊后部紧贴，腘动脉上部位于胫神经内侧，中部居神经前方，下部转至神经外侧。

腘动脉在腘窝的分支有膝上内侧动脉、膝上外侧动脉、膝中动脉、膝下内侧动脉和膝下外侧动脉5条关节支和肌支至膝关节及邻近肌，供应膝关节，并参与膝关节动脉网的组成，其他分支营养膝部的肌。在腘窝下角，腘动脉分成胫前动脉和胫后动脉、腓动脉三条终支。

腘动脉血管壁具有典型的3层结构，即内膜、中膜和外模。其中内膜内皮下层较薄，在与中膜交界处有内弹性膜；中膜较厚，由环行平滑肌纤维构成，平滑肌纤维之间由缝隙连接联系，细胞间隙含少量弹性纤维和胶原纤维；外膜由疏松结缔组织构成，除含营养血管外，还含较多神经纤维。