脑底动脉环由成对的大脑前动脉A1段、颈内动脉终末段C1段、大脑后动脉P1段、后交通动脉以及单一的前交通动脉组成（图1-3）。脑底动脉环为双侧颈内动脉系统之间、颈内动脉系统与椎-基底动脉系统之间建立了侧支循环，可代偿颈部一支或多支动脉发生狭窄或闭塞时的血液供应。如一侧颈内动脉起始端闭塞，颅内大脑前动脉、大脑中动脉供血发生障碍，前交通动脉开放，由健侧颈内动脉系统向患侧供血；也可经由后交通动脉由椎-基底动脉系统向病变侧颈内动脉系统供血，以上分别称为前交通动脉侧支循环开放与后交通动脉侧支循环开放。因此，在脑动脉发生病变时，颅底Willis环发生强大的代偿作用。

大脑半球和小脑表面的软脑膜内有丰富的侧支循环。大脑前、中、后动脉在大脑半球表面形成一个软脑膜血管网，能使血液在大脑前、中、后动脉之间建立侧支循环，若某一大脑动脉的分支发生闭塞时，能起某种程度的代偿作用。

很多因素决定了能否建立有效的侧支循环。如果血管闭塞突然发生，侧支循尚未充分建立，很容易发生卒中；如果血管闭塞逐渐产生，有时间建立侧支循环，临床症状可以很轻，甚至无临床症状。

由此可见，大脑的供血系统是极其复杂的，动脉与动脉之间具有广泛的侧支循环，这就保证在一条或几条供血动脉发生病变时，大脑-人体最重要的器官能够正常工作，这也可以解释有时一条大的供血动脉发生严重血管狭窄或闭塞时，未发生脑梗死，也可无任何临床症状；但如果由于发育异常，造成侧支循环建立不良，则容易发生严重脑梗死。