大腿股动脉位于股三角内，股三角位于大腿前上1/3，是底边朝上、尖朝下的三角区。大腿股动脉是髂外动脉自腹股沟韧带中点后面向下的延续，经收肌管下行，穿收肌腱裂孔至腘窝，移行为腘动脉。
大腿股动脉起始处会发出三条浅动脉，包括腹壁浅动脉、旋髂浅动脉、阴部外动脉，均与同名静脉伴行。股动脉的最大分支为股深动脉，于腹股沟韧带下方起至股动脉的后外侧，走行于长收肌和大收肌之间，沿途发出旋股内侧动脉、旋股外侧动脉，同时参与髋周围及膝关节动脉网的组成。股动脉的分支涉及大腿肌、腹前壁下部皮肤和外阴，大腿股动脉通常在腹股沟韧带中点的稍下方，股动脉位置表浅，在人体上可以摸到其搏动。因此，大部分介入治疗都是通过穿刺股动脉后放入导管鞘，建立进入身体其他动脉的通路，并且介入治疗后局部止血比较方便，可以降低介入后穿刺点出血的发生率。
动脉粥样硬化狭窄好发于大腿股动脉，年龄比较大的患者并且伴有糖尿病、高血压、高血脂等疾病，易出现动脉粥样硬化，引起下肢动脉缺血，严重时可以引起肢体坏死，因此，年龄较大并且合并基础病的患者建议进行下肢动脉彩超检查。