Die Arteria poplitea zweigt von der Arteria femoralis ab. Sie befindet sich im Knie und in der Rückseite des Beins. Sie verläuft in der Nähe des Adduktorenkanals und des Adduktorenhiatus, markante offene Stellen im Oberschenkel.
An ihrem Ende teilt sie sich in die vordere und hintere Schienbeinarterie. In ihrem Verlauf verzweigt sich die Arteria poplitea in weitere wichtige Blutgefäße. Dazu gehören die Arteria suralis und die verschiedenen Arten von Kniekehlenarterien.
Als primärer Verteiler von sauerstoffreichem Blut in die Regionen um das Knie ist die Arterie nicht mit der Vena poplitea identisch. Die beiden Blutgefäße haben einen ähnlichen Verlauf in unmittelbarer Nähe. Allerdings führt die Vene sauerstoffarmes Blut ab und transportiert es das Bein hinauf zur Oberschenkelvene. Letztendlich gelangt das gesamte sauerstoffarme Blut in die Lunge und das Herz, bevor es in das arterielle System zurückgeführt wird.
Die Kniekehlenarterie ist tastbar (d. h. mit der Hand erfassbar). Man kann sie auffinden und damit einen Puls in der Kniekehle zählen. Wenn die Knie leicht gebeugt sind – bis etwa 45 Grad – ist der Puls leichter zu lokalisieren.