Il mediastino superiore rappresenta una zona di transizione tra il compartimento cervicale e quello toracico; conseguentemente, in tale comparto alloggiano le strutture vascolari che dal cuore portano sangue arterioso agli organi del cranio e degli arti superiori e le vene che drenano il sangue refluo da questi distretti. Tali strutture comprendono l'arco dell'aorta, l'arteria anonima, la carotide comune di sinistra, la succlavia sinistra, la vena cava superiore e la vena brachiocefalica di sinistra e di destra. Le strutture nervose comprendono le porzioni superiori dei nervi vaghi e dei nervi frenici e il nervo ricorrente laringeo. Organi del mediastino superiore sono la trachea, la porzione superiore dell'esofago, la porzione superiore del timo (se ancora presente) e molte stazioni linfonodali importanti del torace. L'intricata trama connettivale presente rappresenta la diretta continuazione del connettivo e delle fasce cervicali; in questo contesto è contenuta una variabile quantità di tessuto adiposo.