椎动脉自锁骨下动脉第一段发出后上升，并经除第七颈椎外的横突孔，自寰稚横突孔穿出，绕经寰推测块后方的推动脉沟，转向上方经枕骨大孔进人颅腔。根据推动脉循经部位和行程，通常可将其分为四段。
第一段(颈段)：自锁骨下动脉发出后，至进入颈椎横突孔之前的部分，其前方有椎静脉、颈内静脉、颈总动脉和甲状腺下动脉，后方为颈7横突、颈7和颈8脊神经的前支及交感神经于和颈下交感神经节。
第二段(椎骨段)：为穿经颈椎横突孔的部分。该段椎动脉发出前根动脉后和根动脉穿行颈椎横突孔内侧至钩椎关节。
第三段(枕段)：自寰椎横突孔穿出部至进入颅内的部分(枕下三角部分)。当该段血管绕经寰椎侧块至推动脉沟即向前，于寰枕后膜外缘进人椎管，上升经枕大孔人颅。
第四段(颅内段)：是推动脉进入颅腔的部分，穿过蛛网膜，在脑桥下缘左右汇合形成基底动脉，和颈内动脉形成动脉环，供应脑后部及脊髓血运。推动脉为左右两支，左侧常比右侧稍粗。