起初从前斜角肌上端的外侧浅出下行，继而沿着该肌前面下降至肌的内侧，左侧沿锁骨下动脉下行至主动脉弓区域，此处有一条从第二、三肋间隙发出并延伸至左头臂静脉的肋间后静脉，将迷走神经与左侧膈神经区分开，左右两侧膈神经从纵膈胸膜与心包之间下行到达膈，最终于中心腱附近穿入膈。是颈丛中最重要的神经。 解剖学特点
大鼠膈神经的显微解剖与测量
膈神经属颈神经丛分支。大鼠膈神经通常由C4和C5前根在前斜角肌上部外侧汇合而成，自前斜角肌上部外缘，沿该肌的前面，于椎前筋膜的深侧，以近似垂直的方向下行。被胸锁乳突肌及颈内静脉覆盖，并有肩胛[jiǎ]舌骨肌、颈横动脉及肩胛上动脉横过其表面。在锁骨下动、静脉间进入胸腔。在胸腔内由两层胸膜包裹与心包膈血管伴行进入膈肌。在右侧，膈神经在胸腔内自上而下与右胸廓内动脉、右头臂静脉、上腔静脉、右侧心包毗邻；左侧膈神经自上而下与左胸廓内动脉、左头臂静脉、主动脉弓、左侧心包毗邻。膈神经主干在进入膈肌之前主要分为胸骨支、前外侧支、后支。