A artéria poplítea se ramifica a partir da artéria femoral. Está localizado no joelho e na parte de trás da perna. Seus cursos se aproximam do canal adutor e do hiato adutor, áreas abertas distintas no interior da coxa.
No seu extremo, divide-se nas artérias tibial anterior e posterior. Durante seu curso, a artéria poplítea se ramifica para outros vasos sanguíneos significativos. Estes incluem a artéria sural e os vários tipos de artérias geniculares.
Como principal distribuidor de sangue oxigenado para regiões ao redor do joelho, a artéria não é a mesma que a veia poplítea. Os dois vasos sanguíneos seguem um curso semelhante nas proximidades. No entanto, a veia drena o sangue desoxigenado e o move para cima da perna, até a veia femoral. Por fim, todo o sangue desoxigenado acaba nos pulmões e no coração, antes de ser recirculado no sistema arterial.
A artéria poplítea é palpável (ou seja, detectável à mão). As pessoas são capazes de encontrá-lo e usá-lo para contar um pulso na parte de trás do joelho. Se os joelhos estiverem levemente flexionados - a cerca de 45 graus - o pulso será mais fácil de localizar.