La arteria rectal superior es una arteria que se origina como rama terminal de la arteria mesentérica inferior,[1]​ que desciende en el interior de la pelvis para suministrar sangre al recto.

Desciende en el interior de la pelvis entre las capas del mesenterio del colon sigmoideo, cruzando a la arteria ilíaca común izquierda y a la vena ilíaca común del mismo lado.

Se divide, enfrente de la tercera vértebra sacra, en dos ramas, que descienden a cada lado del recto.

Estas ramas pequeñas perforan la capa muscular del intestino y discurren hacia abajo, como vasos rectos, situados a intervalos regulares unos de otros en la pared del intestino entre sus capas muscular y mucosa, hacia el nivel del esfínter anal interno; allí forman una serie de bucles alrededor del extremo inferior del recto, y se comunican con la arteria rectal media (procedente de la arteria ilíaca interna) y con la arteria rectal inferior (procedente de la arteria pudenda interna).

Presenta dos ramas terminales, una derecha y otra izquierda.