动脉弓上行穿越纵膈腔，大概到达的高度。在胸腔内的段落，左总颈动脉和下列构造有关联：在前方，它与胸骨的胸骨柄之间隔着、、左肺和左肋膜的顶部、左、和残余的胸腺；在后方，它躺在气管、食道、左喉返神经和胸管的上方。左总颈动脉的右下方是供应右侧头颈部的头臂动脉干；上方则有气管、、和残余的胸腺；左侧为左迷走神经、、和肺。左锁骨下动脉在其后方偏外侧的位置。
颈段.总颈动脉在颈部的区间左右相似，因此以下的说明两者皆适用。总颈动脉从胸锁关节的后方往斜上方走，到达甲状软骨的上缘并分为两枝。