该动脉一般在舌骨大角稍下方，发自颈外动脉起始部的前内侧壁。对高位颈总动脉分叉者，该动脉也可起于颈总动脉，偶见甲状腺上动脉与舌动脉共干（甲舌动脉干）发出。动脉起始后呈弓形弯向前下，沿甲状软骨外侧下行，达甲状腺上极，分支进入甲状腺医学`教育网搜集整理。其分支除与对侧同名动脉分支相吻合外，也与甲状腺下动脉的分支交通。途中发出胸锁乳突肌支、舌骨下肌支、环甲肌支布于舌骨下肌群及其附近的皮肤，是临床应用舌骨下肌皮瓣的血供来源。胸锁乳突肌支还布于胸锁乳突肌及该肌下部浅面的皮肤，其末梢向上与枕动脉的分支吻合。了解胸锁乳突肌支的分布，对制备胸锁乳突肌肌瓣或肌皮瓣具有临床意义。甲状腺上动脉尚发出喉上动脉，与喉上神经内侧支一起穿入甲状舌骨膜，分布于喉黏膜和喉内肌。

　　临床上可选在甲状腺上动脉起始处，行颈外动脉逆行插管区域动脉化疗；颈外动脉结扎术在该动脉与舌动脉之间进行。因此。甲状腺上动脉的起点是一常用的标志。