หลอดเลือดแดงลึกเป็นแขนงหนึ่งของหลอดเลือดแดงต้นขาที่พบบ่อยในร่างกายมนุษย์ หลอดเลือดแดงที่พบบ่อยเป็นหลอดเลือดแดงที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในร่างกายมนุษย์โดยมีหลายแขนง หลอดเลือดแดงส่วนลึกเป็นเส้นเลือดใหญ่ที่ส่งไปยังขา
หลอดเลือดแดงส่วนลึกให้เลือดที่ต้นขา ในฐานะที่เป็นหลอดเลือดแดงจะนำพาเลือดที่มีออกซิเจน (ที่อุดมด้วยออกซิเจน) ไปยังกล้ามเนื้อต้นขาและขาส่วนบนโดยทั่วไป หลอดเลือดดำจะกำจัดเลือดที่ขาดออกซิเจน (ออกซิเจนหมด) ออกจากต้นขา หลอดเลือดแดงส่วนลึกแตกแขนงออกจากหลอดเลือดแดงที่พบบ่อย ณ จุดที่เรียกว่าสามเหลี่ยมโคนขา หลังจากออกจากสามเหลี่ยมโคนขาแล้วหลอดเลือดแดงส่วนลึกจะพัฒนากิ่งก้านเพิ่มขึ้นเพื่อส่งเลือดไปเลี้ยงที่ด้านหลังของต้นขา
สองสาขาดังกล่าวคือหลอดเลือดแดงต้นขาที่อยู่ตรงกลางและด้านข้าง ทั้งสองสาขานี้เช่นเดียวกับหลอดเลือดแดงส่วนลึกเป็นผู้จัดหาเลือดที่สำคัญไปยังต้นขาทั้งหมดและกระดูกที่เกี่ยวข้อง เส้นรอบวงที่อยู่ตรงกลางยังมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากให้เลือดที่โคนขา