胸主動脈 thoracic aorta 為主動脈弓的延續，開始在脊柱左側，向下逐漸轉至脊柱前方。胸主動脈的分支為壁支和臟支。
1．壁支有肋間後動脈、肋下動脈和隔上動脈。
第3～11 肋間後動脈 posterior intercostal arteries（第l、2 肋間的動脈來自鎖骨下動脈肋頸幹）和肋下動脈subcostal artery 由胸主動脈後壁發出後，橫行向外，在脊柱兩側各分為前、後二支。後支較小，分佈於脊髓及其被膜、背部皮膚及肌肉；前支在相應肋骨下緣的肋溝內前行，分支分佈於第3 肋間以下的胸壁和腹壁上部，並與胸廓內動脈的肋間分支吻合。
膈上動脈為 2～3 條小支，分佈於膈上面後方。
2．臟支包括支氣管支、食道支和心包支，為一些分佈於氣管、支氣管、食道和心包膜的一些細小分支。