橈骨神経(n. radius)は、腕神経叢の後索の延長です。第5頸椎-第1胸椎(CV-ThI)脊髄神経の前枝の線維で構成されています。太さで見ると、橈骨神経は腕神経叢の最大の枝です。小胸筋の下縁の高さから始まります。最初に、神経は腋窩動脈の後ろを通り、次に上腕三頭筋の外側頭と内側頭の間を通って腕筋(らせん)管に入ります。この管に入る前に、腕の後皮神経(n. cutaneus brachii posterior)が橈骨神経から枝分かれし、後方に進み、上腕三頭筋の長頭と三角筋の腱付近の腕の筋膜を貫通します。この神経は腕の後外側表面の皮膚を支配します。
腕筋管では、前腕後皮神経(n. cutaneus antebrachii posterior)が橈骨神経から分岐します。この神経はまず橈骨神経と合流し、次に上腕三頭筋の外側頭と内側頭の間を通過します。この神経は前腕の背側に出て、手関節の高さまで前腕背側の皮膚を神経支配します。肩では、橈骨神経は上腕三頭筋と肘筋を神経支配します。
橈骨神経は腕管を出た後、肩の外側筋間中隔を貫通し、腕筋と腕橈骨筋の起始部の間を下降します。肘関節の高さで、橈骨神経は浅枝と深枝に分岐します。橈骨神経の浅枝(r. 浅枝)は、この神経の深枝よりも細く長いです。最初に、浅枝は腕橈骨筋の下を下降し、次に腕橈骨筋と手首の長橈骨伸筋の間を進みます。前腕の下3分の1では、浅枝は皮下に位置し、徐々に外側に逸れて、橈骨と腕橈骨筋の腱の間を通って前腕の背面に進みます。この枝は、橈骨の茎状突起の高さから4~5cm上のところで、親指の付け根の背側と外側の皮膚に枝を出し、5本の背側指神経(nn. digitales dorsales)に分かれる。これらの神経のうち2本は親指の橈側と尺側に向けられ、背側から皮膚を支配する。残りの3本の背側指神経は、第2指と第3指の橈側の皮膚で、基節骨のレベルで分岐する。第2指と第3指の中指と末節骨の背側の皮膚は、正中神経の掌側指神経によって神経支配される。橈骨神経の深枝(r. profundus)は回外筋を貫通し、回外筋と手首の短橈側伸筋に筋枝を出す。橈骨の近くで、深枝は前腕背部へと進み、そこで前腕背部の残りの筋肉へと筋枝を分岐させます。これらの枝の中で最も長いのは後骨間神経(n. interosseus posterior)です。この神経は前腕背部の筋肉の浅層と深層の間を通り、骨間膜とその近傍の筋肉を神経支配します。