一般情况下，睾丸动脉是腹主动脉的分支，可以为睾丸供血。动脉系统是全身器官的营养血管，睾丸动脉又称为精索内动脉，是全身血管动脉系统中比较细的动脉分支，它和精索外动脉、输精管动脉一起组成睾丸的主要营养动脉。
睾丸动脉在腹股沟水平可能为1-2支，甚至有3支及以上，占据的比例分别为50%、30%、20%，也就是说大部分精索内只有1-2支睾丸动脉。睾丸动脉在肾动脉稍下方，起自腹主动脉，偶有起自附近的其他动脉，比如肾动脉、肠系膜上动脉等，这些属于动脉变异的情形。睾丸动脉穿出腹股沟管内环以后，伴随着精索及其他结构一起进入阴囊，首先发出一支分支到附睾头部，然后穿过睾丸纵隔，分成许多小支进入睾丸。大约有6%-8%的人群，睾丸动脉可以在较高的平面，甚至是腹膜后水平，分为睾丸下动脉和睾丸内动脉。
了解睾丸动脉的分支和走行特点，对于进行腹股沟、精索、睾丸的手术来说，有重要作用，尤其是显微镜下精索手术，需要尽量保护好睾丸动脉，防止睾丸动脉损伤，以免引起睾丸萎缩。