Le due arterie carotidi differiscono in lunghezza poiché l'arteria carotide comune destra prende origine dal tronco brachicefalico dietro l'articolazione sterno-clavicolare, mentre quella di sinistra si distacca direttamente dall'arco dell'aorta. Entrambe, però, terminano biforcandosi in prossimità dell'osso ioide nell'arteria carotide interna, che irrora gli organi contenuti nella scatola cranica e nelle cavità orbitarie, e nell'arteria carotide esterna, che si distribuisce alla superficie esterna del cranio, alla faccia e alla parte alta del collo. Le due arterie carotidi comuni decorrono nella regione laterale del collo profondamente al muscolo sternocleidomastoideo; a livello del triangolo carotideo presentano un punto di accesso essendo ricoperte antero-medialmente solo dalla cute, dal platisma e dalla fascia cervicale media, lateralmente al margine mediale del muscolo sternocleidomastoideo.Ciascuna arteria carotide comune è avvolta dalla guaina carotica che contiene anche la vena giugulare interna, laterale, e il nervo vago, posteriore. Antero-medialmente l'arteria carotide comune assume rapporti anche con la trachea, con l'esofago, con il lobo laterale della ghiandola tiroide e con la parete della faringe; dietro con la catena cervicale dell'ortosimpatico, con i muscoli prevertebrali e con il processo trasverso della 6° vertebra cervicale, il quale, essendo più sporgente degli altri, rappresenta il punto di repere per la ricerca dell'arteria (punto di Chassignac o tubercolo carotico).Circa a metà del collo l'arteria è incrociata dal ventre superiore del muscolo omoioideo; al di sopra ha rapporto con il ramo discendente dell'ansa cervicale e con i rami cardiaci superiori del nervo vago.A livello della biforcazione, l'arteria carotide comune presenta una dilatazione fusiforme detta seno carotideo,con funzione di barocettore, ed è presente, inoltre, un piccolo corpiciattolo di colorito bruno rossastro, il glomo carotideo, con funzione di chemocettore.L'arteria carotide comune non fornisce collaterali.L'operazione di legatura dell'arteria carotide comune avviene solitamente in prossimità dell'incrocio dell'arteria con il ventre superiore del muscolo omo-ioideo, dopo aver praticato un'incisione a livello dell'osso ioide. Dopo l'operazione è ancora disponibile una buona vascolarizzazione fornita dai rami anastomotici tra le due arterie carotidi esterne dei due lati, tra queste e l'arteria succlavia e tra l'arteria occipitale e le arterie cervicali profonde e superficiali; si riduce però del 50% il flusso nell'arteria carotide interna (Pemberton e Livermore).