直肠上动脉的体表投影位于肚脐下方两横指，肠系膜上动脉向下发出左结肠动脉之后即为直肠上动脉。直肠上动脉再向下延续则为直肠下动脉，并且二者存在吻合支。所以直肠上动脉位于腹腔内部，在肚脐到耻骨联合之间。由于位置通常较为固定，所以直肠上动脉为直肠手术中较为重要的解剖标志。比如在进行直肠癌以及直肠切除手术等，需要寻找到直肠上动脉，并且分离、清扫周围淋巴结。