Den dybe femorale arterie er en gren af den fælles femorale arterie i menneskekroppen. Den fælles femorale arterie er en af de største arterier i menneskekroppen med flere grene. Den dybe femorale arterie er et større blodkar, der forsyner benet.
Den dybe femorale arterie forsyner låret med blod. Som en arterie transporterer den iltet (iltrig) blod til lår- og overbenets muskler generelt; en vene fjerner deoxygeneret (iltforarmet) blod fra låret. Den dybe femorale arterie forgrener sig fra den fælles femorale arterie på et punkt kendt som femoral trekant. Efter at have forladt lårbens trekant udvikler den dybe lårarterie yderligere grene for at tilføre blod til bagsiden af låret.
To sådanne grene er de mediale og laterale circumflex femorale arterier. Begge disse grene såvel som selve den dybe femorale arterie er vigtige blodforsyningsleverandører til hele låret og tilknyttede knogler. Den mediale circumflex er også særlig vigtig, da den forsyner lårbenet med blod.