ซึ่งตั้งอยู่ใจกลางสมองหลอดเลือดสมองส่วนหลังประกอบขึ้นเป็นส่วนล่างของวงกลมวิลลิส เครือข่ายหลอดเลือดแดงนี้ยังประกอบด้วยหลอดเลือดแดงสื่อสารส่วนหลังและส่วนหน้าเช่นเดียวกับสมองกลางสมองส่วนหน้าหลอดเลือดแดงภายในและหลอดเลือดแดงอื่น ๆ โดยรวมแล้วเครือข่ายของหลอดเลือดนี้จะกระจายเลือดที่มีออกซิเจนไปยังบริเวณสำคัญ ๆ ภายในสมอง
หลอดเลือดสมองส่วนหลังประกอบขึ้นเป็นขอบเขตล่างของวงกลมวิลลิส เนื่องจากเส้นเลือดนี้ตั้งอยู่ใจกลางเมืองจึงมีแขนงที่สำคัญหลายแห่ง แควเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ส่วนกลาง, คอรอยด์และสาขาเยื่อหุ้มสมอง
หลอดเลือดสมองส่วนหลังอ่อนแอต่อการอุดตันการอุดตันอย่างกะทันหันมักเกิดจากก้อนเลือด ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการต่างๆมากมายรวมถึงการสูญเสียการมองเห็นเวียนศีรษะความจำเสื่อมและความผิดปกติของภาษา