大脑的血液供应来自于颈内动脉和椎动脉,两者在脑的底部连成脑底动脉环, 由此再分支供应脑的各部。由于脑组织的新陈代谢率高，其能量完全依赖葡萄糖的氧化提供，故其氧的消耗量大，在安静时约占全身总的氧消耗量的20%；血流量也大，安静时为每分钟750~900毫升，约占心脏每分钟输出血量的15%。在同一时间内脑的不同部分的血流量也是不同的，当脑的某一部分活动加强时，该部分的血流量就增多。脑组织对缺氧的耐受力很低，脑血液供应中断5~10秒钟，将会引起意识丧失，中断5~10 分钟则可引起脑组织不可逆的损伤。因此，对于心跳停止的患者必须争分夺秒地抢救，必须在脑组织发生不可逆损伤前的短短时间内恢复血液供应。
脑、脑血管和脑脊液充满于骨性颅腔内，由于脑和脑脊液是不可压缩的，故脑血管的舒张和收缩受到很大的限制，其血流量变化也很小。脑血管的舒缩主要受血液中的二氧化碳、氧和氢离子浓度的影响。缺氧或二氧化碳过多、氢离子浓度升高(如酸中毒时)可使脑血管舒张，脑血流量增加，脑血流加速，有助于将过多的二氧化碳和氢离子运走，供给充足的氧。如果二氧化碳浓度过低，引起脑血管收缩，脑血流量减少，可导致头昏等症状。脑血管还有自身(自动)调节其血流量的机制，即当动脉血压在60~140毫米汞柱的范围内变动时，脑血管可通过改变其紧张性(口径)，使脑血流量保持恒定，这种自身调节对于保证脑血液供应具有十分重要的意义。当血压低于60毫米汞柱时，脑血流量显著减少，可引起脑功能障碍(如昏厥)；反之，当动脉血压超过脑血管自身调节的上限时，脑血流量会明显增加，导致脑水肿和脑功能障碍，甚至引起脑血管破裂。
