Finns i den bakre delen av den nedre extremiteten, den bakre skenbensartären börjar bakom knät och går ner benet mot baksidan av foten. Det är en gren av poplitealartären och delar sig själv i de mediala och laterala plantarartärerna i foten samt bildar en gren strax under knät som kallas fibular eller peroneal artär. Artärer transporterar syrerikt blod bort från hjärtat, så riktningen för blodflödet i den bakre tibiaartären är nedåt. Detta kärl åtföljs av den bakre tibiala venen, som ligger på insidan av artären och transporterar blod tillbaka upp i benet.
Som en gren av poplitealartären tar den bakre tibiala artären emot blod från detta större kärl, liksom dess andra gren, den främre tibiaartären, som försörjer framsidan av underbenet. Poplitealartären delar sig i dessa två kärl i höjd med den nedersta kanten av popliteus, en muskel som korsar baksidan av knät. En kort bit under denna punkt nära vadens topp ger den bakre artären ifrån sig sin egen gren, peronealartären, som vinklas mot utsidan av det bakre benet bakom fibulabenet.
Härifrån går den bakre skenbensartären ner från lemmen bakom skenbenet och böjer sig gradvis mot insidan av fotleden. Den korsar leden bakom den mediala malleolen i tibia, den utbuktade delen av benets botten synlig längs insidan av fotleden. Kärlet ligger mellan malleolen och akillessenan. Här kan faktiskt en puls från artären kännas. Tillsammans med senorna i musklerna tibialis posterior, flexor digitorum longus och flexor hallucis longus, samt den bakre tibialvenen och tibialisnerven, är artären buntad bakom fotleden av flexor retinaculum, ett horisontellt band av ligament.
Efter att ha passerat bakom ankeln delar sig den bakre tibiala artären i två mindre artärer på plantarytan eller undersidan av foten: de mediala och laterala plantarartärerna. Detta sker under calcaneus eller hälbenet, med mediala plantarartären riktad mot stortån och lateral plantarartär som försörjer de fyra mindre tårna. Precis som den bakre skenbensartären för syre- och näringstät blod till musklerna och vävnaderna i det bakre underbenet, försörjer plantarartärerna de i fotsulan.