Głęboki łuk dłoniowy to jedna z sieci tętnic znajdujących się w dłoni. Łuk oddziela się od tętnicy promieniowej, a następnie tworzy pętlę i styka się z głęboką gałęzią dłoniową tętnicy łokciowej. W trakcie swojego przebiegu łuk przebiega nad kościami śródręcza. Jest częściowo zakryta skośną głową przywodziciela kciuka. Ścięgna zginaczy palca i części lędźwiowe dłoni również pokrywają łuk. Łuk rozgałęzia się również w tętnice śródręcza dłoniowe, które służą palcom, ale nie kciukowi. Tętnica princeps pollicis służy kciukowi. Wszystkie te naczynia tętnicze transportują natlenioną krew z płuc i serca. Głęboki łuk palmowy i odpowiadające mu gałęzie mają żylne odpowiedniki o podobnych nazwach. Żyły działają zawsze naprzeciw tętnic, przenosząc zubożoną w tlen krew z powrotem do serca i płuc. Głębokiego łuku dłoniowego nie należy mylić z powierzchownym łukiem dłoniowym, który łączy również tętnicę promieniową i łokciową. Podobnie jak jego głębszy odpowiednik, powierzchowny łuk dłoniowy rozgałęzia się na mniejsze tętnice, które służą palcom.
