В тялото има две дълбоки темпорални артерии. Тези артерии се наричат задни и предни дълбоки темпорални артерии. Предната дълбока темпорална артерия и нейният партньор са разположени между перикраниума (мембрана, която покрива външната повърхност на черепа) и темпоралните мускули, които се разнасят от всяка страна на главата.
Двете дълбоки темпорални артерии се свързват със средната темпорална артерия и заедно те снабдяват мускулите с кръв. Предната дълбока темпорална артерия има малки клони, които преминават през зигоматичната (бузовата) кост, общувайки с лакрималната артерия. Тази артерия също минава през голямото крило на сфеноида, кост в основата на черепа.
Предната дълбока темпорална артерия е клон на максиларната артерия. Той може да бъде отделен от другите артерии, като задната дълбока темпорална артерия, или комбиниран, образувайки ствол от максиларната артерия. Средната темпорална артерия винаги ще бъде отделна; въпреки това предната дълбока темпорална артерия и нейният заден партньор могат да се комбинират с кръвоснабдяването на други артерии в главата.