หลอดเลือดสมองกลางเป็นหนึ่งในสามของหลอดเลือดแดงใหญ่ที่ลำเลียงเลือดออกซิเจนสดใหม่จากหัวใจไปยังสมอง จริงๆแล้วมีเส้นเลือดสมองกลางสองเส้นเนื่องจากหลอดเลือดแดงแต่ละเส้นของสมองนั้นสะท้อนอย่างมีประสิทธิภาพในสมองซีกโลกทั้งสอง ดังนั้นจึงมีเส้นเลือดสมองซีกซ้ายและขวาอยู่ตรงกลาง พื้นที่ขนาดใหญ่ของสมองส่วนหน้าขม่อมและกลีบขมับจะได้รับการชลประทานโดยหลอดเลือดแดงนี้และกิ่งก้านและเขตการปกครอง เนื่องจากหลอดเลือดแดงกลางเป็นหลอดเลือดแดงที่ใหญ่ที่สุดในสมองจึงมีส่วนเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์หลอดเลือดสมองส่วนใหญ่
ส่วนของสมองของหลอดเลือดแดงคาโรติดภายในก่อให้เกิดหลอดเลือดสมองกลางและหลอดเลือดแดงในสมองส่วนหลัง หลอดเลือดสมองกลางในแต่ละด้านของสมองจะผ่านเข้าใกล้และบางครั้งก็ไปตามกระดูกสฟินอยด์ของกะโหลกศีรษะ ในส่วนนี้หลอดเลือดแดงขนาดเล็กจำนวนมากแตกแขนงออกไปและนำเลือดไปที่ฐานปมประสาทซึ่งทำหน้าที่ในการเคลื่อนไหวของตาการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อและการเรียนรู้ ส่วนต่อไปของหลอดเลือดสมองกลางตั้งอยู่ตามแนวคอร์เทกซ์เปลือกนอกนั่นคือส่วนนอกของหลอดเลือดสมองส่วนนอก หลอดเลือดแดงหลักแยกออกเป็นสองหรือสามกิ่งที่เริ่มเดินทางไปยังเยื่อหุ้มสมอง
กิ่งก้านที่ใหญ่กว่านั้นแบ่งออกเป็นกิ่งก้านสาขาเล็ก ๆ มากมายซึ่งส่งเลือดที่อุดมด้วยสารอาหารไปยังเยื่อหุ้มสมอง พื้นที่ของกลีบหน้าผากที่จัดทำโดยหลอดเลือดสมองกลางรวมถึง gyrus หน้าผากกลางและ gyrus หน้าผากด้อยกว่า ไจโรส่วนกลางด้านหน้าและด้านหลังเช่นเดียวกับไจโรของกลีบสมองส่วนปลายที่ด้อยกว่านั้นได้รับการชลประทานจากกิ่งก้านของหลอดเลือดสมองกลาง ในกลีบขมับปรีชาระดับกลางและระดับสูงจะได้รับเลือดผ่านกิ่งหลอดเลือดเดียวกันเหล่านี้
จังหวะที่เกิดขึ้นในหลอดเลือดสมองกลางอาจมีผลกระทบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าส่วนใดของสมองที่ได้รับโดยปกติโดยสาขาหลอดเลือดแดงที่ถูกบล็อกหรือแตก เมื่อเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าเสียหายส่วนของร่างกายบางอย่างเช่นแขนมือหรือใบหน้าอาจพบเป็นอัมพาต การประมวลผลและการแสดงออกทางภาษาอาจได้รับผลกระทบและการคิดและพฤติกรรมอาจเข้มงวด ในกลีบข้างขม่อมอาการอาจรวมถึงความยากลำบากในการอ่านและเชื่อมโยงคำกับวัตถุต่าง ๆ รวมถึงความสับสนในความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างส่วนต่าง ๆ ของร่างกายที่นำไปสู่การสูญเสียการประสานงาน กระบวนการสมองกลีบขมับที่อาจถูกขัดจังหวะด้วยนิ้วคือการแบ่งประเภทการจดจำใบหน้าและการตีความภาษาพูด
