Irriga el interior del cráneo (los hemisferios cerebrales , globo ocular y sus estructuras anexas), el cuero cabelludo de la parte frontal y la raíz de la nariz.
Se inicia a partir de la bifurcación de la carótida común , a nivel del borde superior del cartílago tiroides, asciende hacia la base del cráneo para ingresar al interior del mismo por el conducto carotídeo (ubicado al lado del hueso esfenoides), y termina por debajo del espacio perforado anterior dividiéndose en las arterias cerebral anterior y cerebral media (arteria silviana).
La carótida interna forma el polígono de willis .
La arteria carótida interna se divide convencionalmente en las siguientes partes:
Asciende por conducto carotídeo, se curva antero-medialmente y luego supero-medialmente sobre el cartílago que ocupa el agujero rasgado anterior , para penetrar en la cavidad craneana pasando en la língula y la apófisis petrosa.
Inicialmente se ubica por delante de la cóclea y la caja del tímpano y se halla separada de este último y de la trompa auditiva (trompa de Eustaquio), por una lámina ósea (es cribiforme en los jóvenes pero que es parcialmente absorbida durante la edad avanzada ).
Por delante está separado del ganglio del trigémino (ganglio semilunar) , por el fino techo del conducto carotídeo (a veces está ausente).
Esta rodeado por un plexo venoso y por el plexo carotídeo externo (lleva inervación simpática del ganglio cervical superior).
Ubicada en el seno cavernoso , aumenta por la apófisis clinoides posterior, gira hacia adelante al lado del hueso esfenoides y de nuevo se curva medialmente a la apófisis clinoides anterior, saliendo por el techo dural del seno cavernoso .
Los nervios Oculomotor (III) , Troclear (IV) , Oftálmico (V1) y el Abducens (VI) están ubicados por fuera de la arteria Carótida interna.
Otras clasificaciones la dividen en mas partes; se les asigna un codigo mas practico :
