舌动脉于甲状腺卜动脉起点的稍上方，平舌骨大角尖处，自颈外动脉前壁发出，因此舌骨大角尖为寻找舌动脉起始位置或颈外动脉的标志。舌动脉在行程中以舌骨舌肌为界分为三段：

第一段

自舌动脉的起点至舌骨舌肌后缘处。此段位于颈动脉三角上部，且略呈向上凸的弓形，于二腹肌后腹的稍下方、弓的浅面有舌下神经越过。浅面被覆颈浅筋膜、颈阔肌和皮肤，内侧与咽肌相邻。此段舌动脉的外径约为2.1mm，位置表浅，易于暴露，临床常选作游离瓣手术血管吻合的受区动脉；或作舌动脉结扎术，以控制舌部手术或损伤时的出血。

第二段

系舌动脉在舌骨舌肌深面一段。沿舌骨上缘水平前行，位置较深，其表面除被覆舌骨舌肌外，尚有二腹肌中间腱、茎突舌骨肌止点及下颌下腺等结构，深面邻接咽肌。舌动脉在此段发出舌背动脉。舌背动脉以两支者多见，迂曲走向舌根背侧，供应舌根部的肌肉和黏膜，其终支不超讨界沟和舌正中线。

第三段

舌动脉于舌骨舌肌前缘处分成舌下动脉、舌深动脉两终支。舌下动脉起始后，前行于颏舌肌与下颌舌骨肌之间至舌下腺，供应舌下腺、口底黏膜及舌肌。舌下动脉穿过下颌舌骨肌与面动脉的分支颏下动脉吻合。有时舌下动脉缺如，即由颏下动脉的穿支代替，这种变异是因为舌下动脉起源于面动脉所致。舌下动脉经过口底前磨牙或第一磨牙区时，其表面浅层组织菲薄。以锐器或牙科砂片制备牙体时，不慎损伤此区口底黏膜，可导致舌下动脉出血。