丘腦的血液供應來自於頸內動脈系統和基底動脈系統,存在雙重供血機制。
丘腦結節動脈是透過頸內動脈系統供應的,起源於後交通動脈的中部1/3位置。該動脈位於丘腦前部和中腦的前下部,為丘腦提供血液。丘腦旁正中動脈、丘腦膝狀體動脈和脈絡膜後動脈則是來自基底動脈系統。丘腦旁正中動脈,即丘腦穿通動脈,起源於大腦後動脈的P1段,分佈於丘腦和中腦的內側。丘腦膝狀體動脈起源於大腦後動脈的P2段,分佈在丘腦的外側和上方,主要供應外側膝狀體、腹後核、丘腦的枕部、腹外側核和內囊的後部。
脈絡膜後動脈則從大腦後動脈的P2段和P3段起源,分佈在丘腦的後部,為丘腦枕部、外側膝狀體、丘腦背側、第三腦室和側腦室脈絡叢提供血液。