La arteria poplítea se ramifica desde la arteria femoral. Se encuentra en la rodilla y la parte posterior de la pierna. Sus cursos cerca del canal aductor y el hiato aductor, áreas abiertas distintivas dentro del muslo.
En su extremo más alejado, se divide en las arterias tibiales anterior y posterior. Durante su curso, la arteria poplítea se ramifica en otros vasos sanguíneos importantes. Estos incluyen la arteria sural y los diversos tipos de arterias geniculares.
Como el principal distribuidor de sangre oxigenada a las regiones alrededor de la rodilla, la arteria no es lo mismo que la vena poplítea. Los dos vasos sanguíneos corren un curso similar en estrecha proximidad. Sin embargo, la vena drena la sangre desoxigenada y la sube por la pierna, hacia la vena femoral. En última instancia, toda la sangre desoxigenada termina en los pulmones y el corazón, antes de recircular en el sistema arterial.
La arteria poplítea es palpable (es decir, detectable a mano). Las personas pueden encontrarlo y usarlo para contar un pulso en la parte posterior de la rodilla. Si las rodillas están ligeramente flexionadas, a unos 45 grados, el pulso será más fácil de localizar.