Отток крови из мозга осуществляется из коры и белого вещества - в поверхностную венозную сеть в паутинной оболочке, из подкорковых образований - в глубокие вены мозга, в синусы твёрдой мозговой оболочки, из них во внутреннюю ярёмную и частично наружную ярёмную вену и через верхнюю полую вену в правое предсердие.
Венозная система головного мозга характеризуется ветвистостью сети, обилием анастомозов, множественностью путей оттока и отсутствием и них клапанов, а также особенностью структуры главных венозных магистралей (синусов), обеспечивающей их защиту от сдавления. Всё это способствует беспрепятственному оттоку венозной крови и тем самым предохраняет мозг от повышения внутричерепного давления.
Структурными единицами венозной системы головного мозга являются: посткапиллярные венулы, венулы, мозговые вены, венозные синусы (пазухи) и магистральные вены.
Система поверхностных вен представлена сетью в паутинной оболочке больших полушарий. Она принимает основную массу крови из коры и белого вещества головного мозга. Отток крови из неё происходит в основном в синусы твердой мозговой оболочки.
Вены верхних отделов полушарий отводят кровь в верхний продольный синус (sinus sagittalis superior), cредних - в поперечный (sinus transversus) и прямой (sinus rectus) синусы, нижних отделов - в пещеристый (sinus cavernosus), крыловидно-теменной (sinus sphenoparietalis) синусы и основное сплетение (plexus basillaris).
С внутренней поверхности полушарий мозга отток крови происходит в нижний продольный синус (sinus sagittalis inferior).
Система глубоких вен располагается в веществе головного мозга и представлена группами венозных стволов, собирающих кровь от прозрачной перегородки, сплетений и стенок боковых желудочков мозга, подкорковых узлов, зрительных бугров и других отделов мозгового ствола, включая мозжечок.
При слиянии венозных стволов образуются внутренние мозговые вены, которые, соединяясь, образуют большую вену мозга (vena cerebri magna - вена Галена). Она имеет ряд притоков и впадает в прямой синус, являющийся основным коллектором венозной крови, оттекающей из системы глубоких вен.
Из обеих систем поверхностных и глубоких вен основная масса (2/3) крови поступает через указанные венозные синусы во внутреннюю яремную вену (vena jugularis interna), а примерно 1/3 её направляется через паракраниальные венозные сплетения в наружную яремную вену (vena jugularis externa).
Особенностью строения венозной системы головного мозга является наличие венозных синусов (пазух), которые служат основными путями оттока крови. Они образованы дубликатурой твёрдой мозговой оболочки, что предохраняет их от сдавления.