自中脑背侧下丘下方出脑，向前绕过大脑脚，于后床突后方穿硬脑膜，入海绵窦的外侧壁，最后经眶上裂入眶，在眶内进入上斜肌的眶面，并支配该肌，使眼球向外下方转动。
滑车神经是连于脑干背侧的脑神经，外径细小，走行和毗邻复杂。
1.滑车神经的行程及与邻近结构的距离
滑车神经距正中线4.5±0.6(3.5～5.4)mm处起于下丘的下外方；继而向前外在环池中绕大脑脚，从小脑幕的下缘穿入幕内，穿入处在后床突后外方13.7±3.8(8.4～18.5)mm处；在幕中潜行6.8±1.9(5.2～12.5)mm后入海绵窦。在海绵窦，滑车神经介于动眼神经与眼神经之间：多数在入窦后先靠近上方的动眼神经；平行向前至窦的中部后，向前下靠近下方的眼神经并沿其上缘入眶上裂。三条神经在海绵窦外侧壁构成海绵窦外侧上三角和外侧下三角(Parkinos's三角)。在窦的外侧壁，滑车神经介于动眼神经和眼神经之间，与上方的动眼神经和下外方的眼神经距离分别为4.5±2.1(2.0～10.4)mm和4.2±1.4(1.5～7.4)mm。随后，滑车神经沿窦壁外侧前行至前床突下外方与动眼神经和眼神经紧密相贴入眶上裂。至眶腔后，滑车神经行于额神经内侧，在离总键环9.1±1.0(7.7～11.0)mm处斜过上睑提肌，向内至上斜肌上缘，于肌的中、后1/3交界处分2支入肌。
2.滑车神经各段的长度和外径
滑车神经各段的长度和外径[(x±s(min～max)，mm)]
滑车神经颅段、幕潜行段、海绵窦、眶上裂和眶段长度之比为4.8：1：3.7：1.9：1.6。神经厚度自颅段至眶段逐渐变薄。神经宽度自颅段至眶上裂段亦呈逐渐变窄之势，但眶段则于分支处增宽。