胸主动脉定义为主动脉从主动脉瓣延伸至膈肌的部分，在解剖学上分为四个节段：主动脉根部（包括主动脉瓣环、瓣叶及乏氏窦）、升主动脉（从窦管交界处至头臂动脉起点）、主动脉弓（从头臂动脉起点至左锁骨下动脉，发出头颈部血管）以及胸降主动脉（从左锁骨下动脉至膈肌）。
请注意，在《解剖学术语第2版》（Terminologia Anatomica 2）中，胸主动脉被定义为降主动脉的胸段部分，不包括升主动脉及主动脉弓。
胸主动脉在结构上由三层组成：内膜（内皮层）、中膜（同心排列的弹性纤维与平滑肌）及外膜（胶原纤维、血管滋养血管及神经），这三层结构对其功能与完整性至关重要。
