頸部動脈始發于主動脈弓，左頸總動脈及左鎖骨下動脈為直接起源，右頸總動脈及右鎖骨下動脈則通過頭臂干和主動脈弓相連。左頸總動脈在主動脈弓的起源較頭臂動脈稍遠，雙側頸總動脈約在甲狀軟骨上緣處分為頸內動脈與頸外動脈，該分叉處管徑稍膨大，解剖學上稱為頸動脈竇。頸外動脈在頸動脈鞘內上行時，先位于頸內動脈的前內，而后轉到后外，位于頸內靜脈的前方。頸外動脈的分支有甲狀腺上動脈、咽升動脈、舌動脈、面動脈、枕動脈、耳后動脈、顳淺動脈和上頜動脈。

主要是起源變異，包括左頸總動脈起源于頭臂干或與左鎖骨下動脈共干起于主動脈弓；右側頸總動脈及右側鎖骨下動脈自主動脈弓分別發出；頸內動脈及頸外動脈自主動脈弓單獨發出，這種變異可伴有頸內動脈巖骨段異位變異；迷走右鎖骨下動脈；右位主動脈弓伴迷走左鎖骨下動脈；先天性單側頸內動脈缺如；頸動脈-基底動脈吻合，永存原始三叉動脈、永存耳動脈、永存舌下動脈及寰前節間動脈。

椎動脈起源于鎖骨下動脈第一段，頸段走行于前斜角肌內側，椎段自下而上穿行6個頸椎橫突孔，在枕骨大孔處進入顱腔。在腦橋下端，左、右椎動脈匯合成基底動脈。

雙側椎動脈的相對大小常有變異，左側椎動脈較粗者多見；椎動脈直接起自主動脈弓；椎動脈起源變異，呈雙叉型、重復型及有孔型，重復型指一支血管有兩個起點，二者平行走行一段距離，有孔型指起點和位置正常，但其部分行程具有雙腔。

頸部靜脈分為淺靜脈、深靜脈兩個系統。淺靜脈血流回流至頸外靜脈，頸外靜脈位置表淺，是頸部最大的淺靜脈，沿胸鎖乳突肌淺表下行至該肌起始端外緣處匯入鎖骨下靜脈。頸內靜脈是頸部最粗的靜脈，顱內的矢狀竇與其他靜脈竇匯合后向兩側形成乙狀竇（雙側頸內靜脈借助乙狀竇相互溝通），經顱底頸靜脈孔與頸內靜脈延續，收集頸總及椎動脈供血區的靜脈回流血液。頸內靜脈位于頸內動脈和頸總動脈的外側，向下與鎖骨下靜脈匯合成頭臂靜脈，然后注入上腔靜脈，兩側頸內靜脈與鎖骨下靜脈的匯合處稱作靜脈角，是左、右淋巴導管注入的部位。頸外靜脈是頸部最大的淺靜脈，在耳垂下方，由下頜后靜脈后支、耳后靜脈和枕靜脈匯合而成。主要收集頭皮、面部及部分深層組織的靜脈血液，垂直注入鎖骨下靜脈。

雙側頸靜脈不對稱較為常見，解剖變異有兩側頸靜脈粗細不等、雙頸外靜脈、頸靜脈球高位等。