상복부에 위치하며, 심장에서 제5요추 부위까지 이어집니다.

다리에서 올라오는 외장골정맥과 골반 장기와 연결된 내장골정맥이 만나 양측의 총 장골정맥이 되고, 이들이 만나 아래대정맥이 됩니다. 아래대정맥은 간정맥, 콩팥정맥, 부신정맥, 정중천골정맥, 고환정맥, 난소정맥 등과 합류하고, 배대동맥(복부대동맥)과 나란히 복부를 가로지르면서 횡격막을 지나 심장의 우심방으로 연결됩니다.
동맥과 달리 정맥은 심장으로 되돌아오는 압력이 약하기 때문에 혈액이 역류하는 것을 방지하기 위한 정맥벽 내부에 판막 구조가 존재합니다.

하반신을 순환한 산소가 적은 정맥 혈액을 심장의 우심방으로 흘려보내는 역할을 합니다. 좌심실에서 박출된 산소가 풍부한 혈액은 전신을 순환하면서 이산화탄소와 노폐물이 쌓이고, 하지의 정맥 혈관을 거쳐 하대정맥으로 유입된 뒤 심장의 우심방으로 들어갑니다.

심장수술을 하는 경우 개심술을 통해 심장으로 접근하며, 그리고 심장 속이 비어 있어야 심장을 정확하게 교정 가능합니다. 그런데 심장은 5분만 정지되어도 생명을 유지할 수 없으므로 수술 도중에는 인공심폐기를 연결하여 심장과 폐의 기능을 대신하게 됩니다. 뿐만 아니라 인공심폐기는 심장 내의 혈액을 모두 몸 밖으로 빼내어 심장의 내부가 텅 비도록 합니다. 인공심폐기의 원리는 상대정맥과 하대정맥에 심폐기를 연결하여 우심방으로 돌아오는 혈액을 모두 기계로 배혈시키고, 심폐기의 폐 역할을 하는 산화기를 통과한 뒤 산소가 가득한 혈액을 대동맥으로 박출시켜 내보내는 것입니다. 또한 인공심폐기는 잠시동안 심정지를 유도하여 심근을 보호하였다가 다시 박동을 시작하여 심근의 기능을 회복시키는 역할도 합니다.