Er zieht an der lateralen Wand des Sinus cavernosus entlang, verlässt den Schädel durch das Foramen rotundum und tritt in die Fossa pterygopalatina ein. Hier teilt er sich in seine Äste - N. infraorbitalis, N. zygomaticus, Rr. ganglionares. Ferner ist ihm das parasympathische Ggl. pterygopalatinum zugeordnet.
N. infraorbitalis 
: stärkster Ast, zieht durch die Fissura orbitalis inferior, verläuft im Boden der Orbita, durchsetzt den Sulcus bzw. Canalis infraorbitalis, tritt durch das Foramen infraorbitale (Nervendruckpunkt) in die Gesichtsregion über, 
gibt ab
- Rr. alveolares superiores: entspringen entweder vor dem Durchtritt durch die Fissura orbitalis inferior oder während des Verlaufs in der Orbita, ziehen in feinen Knochenkanälchen zu den Oberkieferzähnen und zur vestibulären Gingiva
Der N. maxillaris versorgt in erster Linie:
- Haut zwischen Lid- und Mundspalte
- Zähne des Oberkiefers, inklusive zugehörige Gingiva
- Schleimhaut des harten und weichen Gaumens, der Tonsilla palatina und der hinteren zwei Drittel der Nasenhöhle inklusive Teile der Nasennebenhöhlen (Sinus maxillaris, hintere Cellulae ethmoidales, Teile des Sinus sphenoidalis)
- Dura mater der vorderen und mittleren Schädelgrube.
- Haut zwischen Lid- und Mundspalte
- Zähne des Oberkiefers, inklusive zugehörige Gingiva
- Schleimhaut des harten und weichen Gaumens, der Tonsilla palatina und der hinteren zwei Drittel der Nasenhöhle inklusive Teile der Nasennebenhöhlen (Sinus maxillaris, hintere Cellulae ethmoidales, Teile des Sinus sphenoidalis)
- Dura mater der vorderen und mittleren Schädelgrube.
Der N. infraorbitalis versorgt
- Haut und Conjunctiva des Unterlids
- Haut des Nasenflügels und des Vestibulum nasi
- Haut und Schleimhaut der Oberlippe
- Zähne des Oberkiefers inklusive vestibuläre Gingiva
- Teile des Sinus maxillaris.
- Haut und Conjunctiva des Unterlids
- Haut des Nasenflügels und des Vestibulum nasi
- Haut und Schleimhaut der Oberlippe
- Zähne des Oberkiefers inklusive vestibuläre Gingiva
- Teile des Sinus maxillaris.
Man unterscheidet drei Astgruppen: Rr. alveolares superiores anteriores für die Schneidezähne und den Eckzahn, R. alveolaris superior medius für die Prämolaren und Rr. alveolares superiores posteriores für die Molaren.
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