Die mittlere Hirnarterie ist eine der drei Hauptarterien, die die Versorgung mit frischem sauerstoffreichem Blut vom Herzen zum Gehirn transportieren. Tatsächlich gibt es zwei mittlere Hirnarterien, da jede der Arterien des Gehirns effektiv in den beiden Hemisphären des Gehirns gespiegelt wird. Somit gibt es eine linke und eine rechte mittlere Hirnarterie. Große Bereiche des Frontal-, Parietal- und Temporallappens werden von dieser Arterie und ihren Ästen und Unterteilungen gespült. Da die mittlere Arterie die größte der Arterien im Gehirn ist, ist sie an den meisten Schlaganfällen beteiligt.
Das zerebrale Segment der A. carotis interna bildet die A. cerebri media und die A. cerebri posterior. Die mittlere Hirnarterie auf jeder Seite des Gehirns verläuft dann nahe dem Keilbein des Schädels und folgt manchmal daran. In diesem Abschnitt zweigen viele kleinere Arterien ab und transportieren Blut zu den Basalganglien, die bei der Augenbewegung, Muskelbewegung und beim Lernen funktionieren. Der nächste Abschnitt der A. cerebri media liegt entlang der Inselrinde, also einer ausgedehnten Einfaltung der Großhirnrinde. Die Hauptarterie teilt sich hier in zwei oder drei Äste, die sich in Richtung Großhirnrinde zu bewegen beginnen.
Diese größeren Äste teilen sich in viele kleinere Äste, die das nährstoffreiche Blut an den Kortex liefern. Zu den Bereichen des Frontallappens, die von der A. cerebri media versorgt werden, gehören der Gyrus frontalis media und der Gyrus frontalis inferior. Der vordere und hintere zentrale Gyri sowie die Gyri des Parietallappen inferior werden ebenfalls von Ästen der A. cerebri media gespült. Im Temporallappen werden der obere und mittlere Gyri durch dieselben Arterienäste mit Blut versorgt.
Ein Schlaganfall, der in der mittleren Hirnarterie auftritt, kann unterschiedliche Auswirkungen haben, je nachdem, welcher Teil des Gehirns normalerweise von dem blockierten oder geplatzten Arterienast versorgt wird. Wenn der frontale Kortex beschädigt ist, können bestimmte Körperteile wie Arm, Hand oder Gesicht gelähmt werden. Auch Sprachverarbeitung und -ausdruck können beeinträchtigt sein und Denken und Verhalten können starr werden. Im Parietallappen können die Symptome Schwierigkeiten beim Lesen und Assoziieren von Wörtern mit Objekten sowie Verwirrung in den räumlichen Beziehungen zwischen Körperteilen sein, die zu einem Verlust der Koordination führen. Temporallappenprozesse, die durch einen Schlaganfall unterbrochen werden könnten, sind Kategorisierung, Gesichtserkennung und die Interpretation von gesprochener Sprache.