主动脉根据其行程分为升主动脉、主动脉弓和降主动脉。降主动脉以膈肌的主动脉裂孔为界，膈肌上为胸主动脉和膈肌下为腹主动脉。
1、升主动脉
起自左心室的主动脉瓣，向上经上腔静脉左侧上升，其后折向左后方向续为主动脉弓。在其起始部发出左、右冠状动脉。
2、主动脉弓
接续自升主动脉，弓形向左后方，跨过主肺动脉的左右肺动脉分叉处，在第4胸椎体下缘左侧移行为降主动脉，移行处管径略小，称主动脉峡。
主动脉弓壁外膜下有主富的游离神经末梢形成压力感受器。主动脉弓下方，近动脉韧带处有2～3个粟粒样小体，称主动脉小球，为化学感受器。
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。
3、降主动脉
为主动脉最长的一段，续于主动脉弓，先沿脊柱左前方下降，逐渐转至脊柱前方，至第12胸椎水平穿过膈肌的主动脉裂孔进入腹腔，下行至第4腰椎体下缘水平，分为左、右髂总动脉。
胸主动脉是胸部的动脉主干，其 分支为壁支和脏支。腹主动脉位于腹腔内，右侧邻下腔静脉，前方有肝左叶、胰、十二指肠水平部和小肠系膜根横过。
腹主动脉分支亦有壁支和脏支。脏支包括左右肾动脉、腹腔干、肠系膜上动脉和肠系膜下动脉。