膝上动脉（aa. genu superiores；膝上关节动脉），共两支，分别起自腘动脉两侧，在股骨髁上方绕股骨向前至膝关节前方。
- 膝内上动脉行于半膜肌和半腱肌的前方，经腓肠肌内侧头上方，穿行于大收肌腱的深面。该动脉分为两支：一支供应股内侧肌，与膝最上动脉及膝内下动脉吻合；另一支紧贴股骨表面走行，供应股骨及膝关节，并与膝外上动脉吻合。膝内上动脉常较细小，此情况与膝最上动脉管径增大相关。
- 膝外上动脉经股骨外侧髁上方，穿行于股二头肌腱深面，分为浅支和深支：浅支供应股外侧肌，并与旋股外侧动脉降支及膝外下动脉吻合；深支供应股骨下部及膝关节，并与膝最上动脉及膝内下动脉在骨前方形成吻合弓。
