L’arteria spinale anteriore sorge bilateralmente come due piccoli rami vicino alla fine delle arterie vertebrali. Una di queste navi è solitamente più grande dell’altra, ma occasionalmente sono di dimensioni uguali. Scendendo di fronte al midollo allungato, si uniscono a livello del foramen magnum. Il tronco singolo scende nella parte anteriore del midollo spinale, estendendosi alla parte più bassa del midollo spinale. Si prosegue come un sottile ramoscello sul filum terminale.
Sul suo corso l’arteria prende diversi piccoli rami (cioè arterie midollari segmentali anteriori), che entrano nel canale vertebrale attraverso la foramina intervertebrale. Questi rami derivano dall’arteria vertebrale, dall’arteria cervicale ascendente, da un ramo dell’arteria tiroidea inferiore nel collo, dalle arterie intercostali nel torace e dall’arteria lombare, dall’arteria iliolumbare e dalle arterie sacrali laterali nell’addome e nel bacino.
La nave è posta nella pia madre lungo la fessura mediana anteriore. Fornisce quella membrana e la sostanza del midollo spinale, inviando anche rami nella sua parte inferiore per essere distribuiti alla cauda equina.