Perbedaan utama antara arteri karotis dan arteri vertebralis adalah: i. Arteri karotis bercabang dari arteri karotis komunis dan berjalan ke arah lateral ke tulang belakang leher, sedangkan arteri vertebralis bercabang dari arteri subklavia dan berjalan di foramen intervertebralis. Arteri karotis memasuki tengkorak melalui saluran karotis dan arteri vertebralis memasuki tengkorak melalui foramen oksipitalis yang lebih besar. Arteri karotis memasok darah ke 2/3 bagian depan otak, dan arteri vertebralis memasok darah ke 1/3 bagian belakang otak. Arteri karotis memiliki diameter yang lebih tebal dan arteri vertebralis memiliki diameter yang lebih tipis. Arteri karotis dan arteri vertebralis bersama-sama membentuk cincin Wills di otak, yang memasok seluruh otak. Secara klinis, arteri karotis lebih penting daripada arteri vertebralis, karena penyempitan arteri karotis dapat menyebabkan gejala iskemia otak yang jelas, sedangkan arteri vertebralis, karena lebih tipis, sering dikompensasi oleh arteri karotis tanpa gejala.