上颌神经为三叉神经的第二支，属于感觉神经。上颌支主要支配的区域较为广泛，且不同分支所支配的区域各有特点。

首先是颅中窝段，此段发出脑膜中神经，它主要负责硬脑膜的感觉支配，为颅中窝部分硬脑膜提供感觉信息传导。

在翼腭窝段，上颌神经会发出多个重要分支。其中，颧神经经眶下裂入眶后分为颧面支和颧颞支。颧面支分布于颧部皮肤，让这一区域能感知外界的各种刺激，如触摸、温度变化等；颧颞支则分布于颞部皮肤。翼腭神经也称神经节支，通常有2 - 3支，它向下连于翼腭神经节，随后发出分支。其中鼻支经蝶腭孔入鼻腔，分布于鼻甲和鼻中隔的黏膜，使鼻腔黏膜能感受气味、空气湿度等刺激；腭神经分为腭前、腭中、腭后神经，腭前神经主要分布于上颌3 - 8的腭侧黏骨膜及牙龈，腭中神经和腭后神经分布于软腭及腭扁桃体。上牙槽后神经在翼腭窝内自上颌神经主干发出，经翼上颌裂出翼腭窝，进入颞下窝，然后分出上牙龈支至上颌磨牙颊侧的黏膜及牙龈，其终支进入上颌牙槽孔，分布于上颌磨牙、牙槽突及颊侧的牙周膜、骨膜。

眶下管段，上颌神经延续为眶下神经，它发出上牙槽中神经和上牙槽前神经。上牙槽中神经分布于上颌4、5及6的近中颊根及其牙周膜、牙槽骨、颊侧牙龈及上颌窦黏膜；上牙槽前神经分布于上颌1 - 3及其牙周膜、牙槽骨、唇侧牙龈及上颌窦黏膜。

面段，眶下神经出眶下孔后发出睑下支、鼻内侧支、鼻外侧支和上唇支。睑下支分布于下睑皮肤，鼻内侧支和鼻外侧支分布于鼻背及鼻翼的皮肤，上唇支分布于上唇皮肤和黏膜，这些分支共同使面部相应区域能感知外界的各种感觉刺激。