Popliteální tepna odstupuje ze stehenní tepny. Nachází se v koleni a na zadní straně nohy. Její průběh je v blízkosti adduktorového kanálu a adduktorového hiátu, výrazných otevřených ploch uvnitř stehna.
Na svém vzdáleném konci se rozděluje na přední a zadní tibiální tepnu. Během svého průběhu se podkolenní tepna větví na další významné cévy. Mezi ně patří surální tepna a různé typy genitálních tepen.
Jako primární rozdělovač okysličené krve do oblastí kolem kolena není tato tepna totožná s podkolenní žilou. Obě cévy probíhají podobně v těsné blízkosti. Přesto žíla odvádí odkysličenou krev a posouvá ji nahoru po noze, do stehenní žíly. Nakonec veškerá odkysličená krev končí v plicích a v srdci, než je recirkulována do tepenného systému.
Podkolenní tepna je hmatná (tj. zjistitelná rukou). Lidé jsou schopni ji najít a pomocí ní spočítat puls v zadní části kolene. Pokud jsou kolena mírně pokrčená – přibližně do 45 stupňů – bude nalezení pulzu snazší.