是胸前壁内面的一对动脉干。起于锁骨下动脉的下壁，向下入胸腔，距胸骨外缘约1cmm处贴胸壁内面垂直下降；穿膈肌胸肋角续为腹壁上动脉，在腹直肌后鞘与腹直肌间下降，至脐附近与腹壁下动脉相吻合。此外，还发出肌膈动脉、心包膈动脉等。胸廓内动脉布于肋间肌前部、膈肌、腹直肌、乳房、心包及部分胸、腹膜。

与椎动脉的起始相对，由锁骨下动脉第一段的下壁发出，沿前斜角肌内缘向下内行，经锁骨内侧半后方与胸膜顶的前方进入胸腔，继在胸前壁的内面、距胸骨侧缘之外约1.25厘米下行，穿膈进入腹前壁的腹直肌鞘内，移行为腹壁上动脉，并与腹壁下动脉相吻合。胸廓内动脉沿途发出肋间支、穿支、心包膈动脉和肌膈动脉等分支，主要分布于胸前壁、乳房心包、隔、胸膜和腹前壁以及腹膜等结构。

胸廓内动脉的穿支于胸骨外侧缘穿出，于皮下组织浅层朝向乳头方向走行，在乳晕周围与同样走行于皮下组织浅层的胸外侧动脉的分支形成吻合。胸廓内动脉的肋间穿支中仍以第2肋间较为租大。胸外侧动脉的分支也以分布于乳晕外上方的分支为粗大。

有学者发现，胸廓内动脉在走行过程中，分别于第2，3，4，5，6肋间发出内外侧分支，内侧分支在胸骨前后走行，外侧分支自深至浅分三层排列：①最深层为肋间前动脉；②中间层由供应胸大肌的肌支组成；③最表浅层由皮支组成，它们或发自胸廓内动脉主干或发自肋间前动脉或与胸肌支共干。因此并没有发现直接进入乳腺的分支。

部分学者认为：乳房内动脉自胸骨旁穿出后，大的分支进人乳腺，而一些小的分支供应其上皮肤，末稍部分围绕乳头乳晕与胸外侧动脉分支和肋间动脉的皮肤穿支形成吻合。而有学者发现乳房内动脉于乳腺边缘距皮肤表面深约0.5~1.5cm的皮下组织中走行，走行过程中发出小分支分布至腺体和皮肤，当接近乳头乳晕时与胸外侧动脉分支和肋间动脉的皮肤穿支形成不同类型的乳头乳晕周围血管环。一位学者认为：胸廓内动脉在腺体边缘分深浅两支，浅支走行于皮下脂肪层深部，深支于乳腺后间隙向外走行一段距离后进人腺体，斜行向乳头乳晕方向走行。关于胸廓内动脉上6个肋间穿支中哪一穿支最为粗大各家描述也不一致。本文的结果与有的学者的有所类似，并发现于大多数标本以第2肋间穿支最为粗大，于皮下组织浅层走向乳头乳晕，在乳晕周围与胸外侧动脉分支和肋间动脉穿支的末梢血管形成吻合，胸廓内动脉的穿支并没有直接进入乳腺的较大分支血管。