主动脉弓续于升主动脉，弓形向左后方，跨过左肺根，在第4胸椎体下缘左侧移行为降主动脉。主动脉弓凹侧发出数条细小的支气管动脉和气管动脉。主动脉弓凸侧发出3大分支，从右向左依次为头臂干、左颈总动脉和左锁骨下动脉。头臂干为一粗短的动脉干，向右上方斜行至右胸锁关节后方，分为右锁骨下动脉和右颈总动脉。

最常见的变异为牛型主动脉弓，有两种形式，其中左颈总动脉与头臂干共干，约见13%，还有一种少见的形式是左侧颈总动脉从头臂干发出，约占9%。左侧椎动脉发自主动脉弓约占5%，左右头臂干都来自主动脉弓约占1.2%。