Większej tętnicy móżdżku dostarcza utlenowaną krew do najwyższej (górnej) części móżdżku, znajduje się z tyłu za górną pnia mózgu i niektórych miejscach w śródmózgowia.
Tętnica rozgałęzia się od tętnicy podstawnej. Dzieje się to tuż pod tylną tętnicą móżdżkową, która stanowi podstawę mózgowego koła tętniczego i znajduje się centralnie w mózgu. Tętnica biegnie wokół szypułki mózgowej i rozgałęzia się na mniejsze naczynia. Bocznie, górna tętnica móżdżkowa przechodzi przez nerw oczny.
Stan zwany nerwobólem nerwu trójdzielnego wynika z ucisku na nerw trójdzielny górnej tętnicy móżdżkowej. Może pojawić się przeszywający ból, który rozprzestrzeni się na twarz. Ten ostry lub tnący ból niekoniecznie musi ograniczać się do miejsca ucisku. Leczenie obejmuje szereg leków. Zastosowano także zastrzyk z botoksu, który w niewielkiej dawce paraliżuje nerw.
Tętnicy tej nie należy mylić z górnymi żyłami móżdżku, które odprowadzają zubożoną w tlen krew z mózgu do serca i płuc.