Від верхньощелепної артерії задня глибока скронева артерія рухається вгору, проходячи між зовнішнім крилоподібним м’язом, м’язом щелепи та скроневим м’язом, який знаходиться збоку від голови. У підскроневій ямці (простір, що лежить за вилицею), артерія відокремлюється на численні гілки. Підскронева ямка, крім глибокої скроневої артерії, містить скроневий м’яз, вушно-скроневий нерв, глибокі скроневі нерви та поверхневу артерію.
У ямці задня глибока скронева артерія переміщується в скроневий м’яз разом з глибоким скроневим нервом. Артерія забезпечує кров плоскою частиною скроневої кістки (розташованою вгорі, якщо скронева кістка) і перикранієм (зовнішній покрив черепа), а також скроневим м’язом. Він з’єднується із середньою та поверхневою скроневими артеріями та передньою глибокою скроневою артерією.