Der Sulcus temporalis superior befindet sich im Temporallappen des Gehirns. Es ist eine Vertiefung oder ein Sulkus, der zwei der Schläfenlappenstrukturen trennt. Es wird angenommen, dass der Sulcus temporalis superior an der Erkennung von Bewegungen, der Verarbeitung von Sprache, der Reaktion auf soziale Hinweise und der Blickerkennung oder der Fähigkeit, Dinge durch das Sehen zu erkennen, beteiligt ist.
Der vordere Teil des Sulcus temporalis superior oder der vordere Teil, der der Schläfenregion am nächsten liegt, gilt als am meisten an der Sprachverarbeitung beteiligt. Der hintere Teil oder der hintere Teil des Sulcus temporalis superior, der dem Hinterkopf am nächsten liegt, ist an der Verarbeitung einer Vielzahl von Aktivitäten beteiligt, wie zum Beispiel das Erkennen von Bewegungen und Gesichtern und das Verstehen sozialer Hinweise. Welche Rolle der Sulcus temporalis superior bei der Informationsverarbeitung spielt, hängt davon ab, welche anderen Bereiche der Großhirnrinde damit aktiviert werden.
An der Seite des Kopfes befindet sich der Schläfenlappen in der sogenannten Tempelregion. Es erstreckt sich nach hinten zum Hinterkopf, wo es auf den Okzipitallappen trifft. Der Temporallappen ist in drei Gyri oder Grate unterteilt. Der erste Kamm, der sich an der Spitze des Schläfenlappens befindet und dem oberen Teil des Kopfes am nächsten liegt, wird als oberer Schläfengyrus bezeichnet.
Direkt unter dem oberen temporalen Gyrus befindet sich der zweite Kamm, der als mittlerer temporaler Gyrus bezeichnet wird. Darunter befindet sich der unterste Kamm, der als Gyrus temporalis inferior bezeichnet wird. Der Sulcus temporalis superior ist die Fissur, die den oberen und mittleren temporalen Gyri trennt. Der mittlere und der untere Schläfengyri werden durch die Vertiefung getrennt, die als Sulcus temporalis inferior bezeichnet wird.
Oberhalb des Schläfenlappens befindet sich der Sulcus lateralis, auch laterale Fissur und auch Sylvian-Fissur genannt. Die laterale Fissur trennt den Temporallappen sowohl vom Frontal- als auch vom Parietallappen des Gehirns. Die Sylvian-Fissur liegt über dem oberen Temporalgyrus, und der obere temporale Sulcus sitzt direkt unter dem oberen temporalen Gyrus, was ihn zum ersten Sulcus macht, der unter der Sylvian-Fissur gefunden wird. Der Beginn des Sulcus temporalis superior befindet sich im Bereich über dem Ohr. Es erstreckt sich nach hinten zum Hinterkopf und wölbt sich leicht nach oben, wo es am Anfang des Parietallappens in der Nähe der parietalen Struktur, dem sogenannten Winkelgyrus, endet, der an der Verarbeitung mathematischer und sprachlicher Informationen beteiligt ist.