Οι στεφανιαίες αρτηρίες εκφύονται από το τμήμα της αορτής (του κύριου αγγείου της καρδιάς) που εκβάλλει από την αριστερή κοιλία (τον κύριο θάλαμο παροχής οξυγονωμένου αίματος) και έτσι είναι οι πρώτες αρτηρίες του σώματος που δέχονται οξυγονωμένο αίμα. Οι δύο στεφανιαίες αρτηρίες, η δεξιά και η αριστερή, είναι σχετικά μικρές και έχουν διάμετρο 3-4 χιλιοστά. Οι στεφανιαίες αρτηρίες διέρχονται από την επιφάνεια της καρδιάς και ενώνονται στο πίσω τμήμα της σχηματίζοντας έτσι σχεδόν έναν κύκλο (μία στεφάνη απ’ όπου προέρχεται και η ονομασία τους).
Η αριστερή στεφανιαία αρτηρία έχει δύο βασικούς κλάδους την πρόσθια κατιούσα και την περισπωμένη αρτηρία, οι οποίοι με τη σειρά τους έχουν άλλους κλάδους. Η αριστερή στεφανιαία αρτηρία αιματώνει κυρίως την αριστερή κοιλία, η οποία είναι η πιο μυώδης από τις δύο κοιλίες της καρδιάς, καθώς ωθεί το αίμα σε ολόκληρο το σώμα. Η δεξιά στεφανιαία αρτηρία είναι συνήθως μικρότερη και εφοδιάζει με αίμα την κάτω πλευρά της καρδιάς και τη δεξιά κοιλία που ωθεί αίμα στους πνεύμονες
Οι στεφανιαίες αρτηρίες διαφέρουν από τις υπόλοιπες αρτηρίες του σώματος στο ότι το αίμα κυκλοφορεί μέσω αυτών για να φθάσει στην καρδιά μόνο μεταξύ των καρδιακών παλμών, όταν η καρδιά χαλαρώνει. Αυτό συμβαίνει γιατί στη φάση της συστολής η πίεση είναι πολύ μεγάλη για να μπορέσει να φθάσει αίμα στην ίδια την καρδιά. Για να φθάνει το αίμα σε όποια σημεία είναι απαραίτητο υπάρχει ένα δίκτυο από λεπτά αιμοφόρα αγγεία μέσα στην καρδιά.
Στη στεφανιαία νόσο οι στεφανιαίες αρτηρίες στενεύουν και η καρδιά αρχίζει να στερείται το αίμα και το οξυγόνο που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία της. Όταν ο ασθενής βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας ενδέχεται να μην έχει συμπτώματα, όταν όμως χρειαστεί να καταβάλει προσπάθεια, όπως όταν κάνει μια σωματική εργασία ή κάποια δραστηριότητα που απαιτεί προσπάθεια, η καρδιά πιέζεται για να ανταπεξέλθει στις ανάγκες του οργανισμού σε αιμάτωση και οξυγόνωση και τότε ο ασθενής αισθάνεται πόνο στο στήθος. Αν για κάποιο λόγο η στεφανιαία αρτηρία αποφραχθεί πλήρως (συνήθως από κάποιο θρόμβο), τότε νεκρώνεται η περιοχή της καρδιάς που αυτή τροφοδοτούσε.