Di tubuh ada dua arteri temporal yang dalam. Arteri ini disebut arteri temporalis dalam posterior dan anterior. Arteri temporal anterior dalam dan mitranya terletak di antara perikranium (selaput yang menutupi permukaan luar tengkorak) dan otot temporal, yang menyebar di setiap sisi kepala.
Dua arteri temporal dalam terhubung dengan arteri temporalis tengah, dan bersama-sama ini memasok otot dengan darah. Arteri temporalis dalam anterior memiliki cabang-cabang kecil yang melewati tulang zygomatik (pipi), berkomunikasi dengan arteri lakrimal. Arteri ini juga mengalir melalui sayap besar sphenoid, tulang di dasar tengkorak.
Arteri temporalis dalam anterior adalah cabang dari arteri maksilaris. Ini mungkin terpisah dari arteri lain, seperti arteri temporal posterior dalam, atau gabungan, membentuk batang dari arteri maksilaris. Arteri temporalis tengah akan selalu terpisah; namun arteri temporalis dalam anterior dan pasangan posteriornya dapat bergabung dengan suplai darah dari arteri lain di kepala.