寰椎位于脊柱顶端，与枕骨相连结，其外形呈环形，无椎体，由前弓、后弓及两侧块构成。与其相关的解剖结构十分重要，如寰枕关节、寰枢关节等，寰椎受损可造成严重的后果，甚至危及生命，故了解寰椎的解剖结构具有重要的临床意义。

随着上位颈椎疾病诊断技术、治疗手段及解剖研究手段的改进，有关寰椎的解剖研究也逐渐增多，如新生儿的寰椎为2个骨块构成，每一骨块都包括一侧块和一发育不完整的后弓，随着年龄的增长两侧的不完整后弓会逐渐骨化形成一完整的后弓。新生儿的前弓为软骨，1～2岁时开始骨化，5～6岁骨化完成。

连结两侧块前面。国人寰椎前弓半长为（10.37±4.18）mm，高度（10.05±2.20）mm，其前面正中为前结节，为颈长肌和前纵韧带附着处，后面为齿突凹，与枢椎的齿突相关联。由于寰椎位于枕骨下方，周围通过上下关节面、关节囊及周围韧带与枕骨髁、枢椎相连接，加之其环形结构，单一的前弓骨折极为罕见。

连于两侧块的后面，较前弓长且弯曲度大，其后正中有粗糙隆起，即后结节。国人后弓半长内侧半距和外侧半距分别为（11.47±2.26）mm、（19.58±2.04）mm，后弓高（7.69±2.25）mm，后弓厚（6.13±2.17）mm。后弓与两侧块交接处的下缘各有一浅切迹，与枢椎的椎上切迹合成椎间孔，有第二颈神经通过；上缘有环枕后膜附着，后弓上缘的两侧，上关节面的后下方有一较深的沟，称椎动脉沟，有椎动脉和第一颈神经后支经过。有时自此沟上方，上关节面的后侧或后外侧向椎动脉沟的上方伸出骨性突起或弓形骨板（也有的源自后弓的椎动脉沟后缘），由于其外形类似昆虫后翅前缘基部的翅缰，故其拉丁名为Ponticulus posticus，亦称为弓形孔（arcuate foramen）。在文献中Kimmerle较早进行文字描述，故又称Kimmerl变异（Kimmerl anomaly）。又由于其外形像一座架在椎动脉沟上的骨桥（bony bridge，osseous bridge），故又称寰椎桥（atlas bridges）。

根据寰椎桥与椎动脉沟的关系可将其分为不完整型和完整型：不完整型寰椎桥明显但未完全覆盖椎动脉沟，使椎动脉沟呈半环形；完整型寰椎桥完全覆盖椎动脉沟，形成一短的骨管，称椎动脉环，可单侧或双侧存在。国人的椎动脉环出现率为7.4%。肯尼亚人的椎动脉环出现率为14.7%，单侧椎动脉环13.7%，而其右侧多于左侧，女性多于男性。土耳其人Senoglu等的研究发现，4.8%的人有双侧椎动脉环，6%的人有单侧椎动脉环。李卫国等对中华猕猴研究发现，椎动脉环的出现可明显降低椎动脉内的血流速和血流量。有研究发现，寰椎桥与慢性紧张性头疼、感音神经性耳聋、椎基底动脉性脑中风以及头晕颈部疼痛等有关。此外，在寰椎后弓切除术及寰椎侧块螺钉及寰椎椎弓根螺钉的入点应避开该结构。

侧块左右各一，位于寰椎前、后弓的两侧，骨质较厚，俯视为卵圆形，纵轴向前内倾斜14.7°左右，其上为上关节面，与枕髁相关节；下面为近似圆形的下关节面，略凹陷，它与枢椎上关节面相关接。侧块的内侧面粗糙，可见滋养孔及寰椎横韧带附着部的结节。寰椎侧块左侧厚度（17.22±0.94）mm，右侧（17.16±1.12）mm，寰椎侧块中间宽度左侧（13.90±1.48）mm，右侧（13.62±1.50）mm，寰椎侧块中间厚度左侧（11.76±1.50）mm，右侧（12.04±1.42）mm，寰椎侧块的宽度（15.47±1.19）mm，厚度（17.21±0.93）mm，高度（14.09±1.92）mm。

上关节面：上关节面的外形多种多样，而其多数人左右上关节面的外形不一致，并且与相应的枕髁关节面并非100%匹配。希腊人Paraskevas等的研究表明，上关节面的外形可为7种形状，即卵圆形、肾形、S形、三角形、环形和双关节面形（完全分隔的两部分）。我们的研究表明，寰椎上关节面的外形有11种，即哑铃形、反肾形、肾形、卵圆形、鸭梨形、S形、新月形、纺锤形、倒鸭梨形、双关节面形、梅花形，其中哑铃形25%，反肾形18%，肾形16%，卵圆形10%，鸭梨形10%，S形7%，新月形5%，纺锤形4%，倒鸭梨形3%，双关节面1%，梅花形1%，左右对称者只占8%。Billmann等研究发现，双关节面型在欧洲人占20.8%，其中单侧双关节面者53.8%，双侧双关节面者46.2%，在其他灵长类动物中未发现双关节面型。与下关节面相比上关节面的前后曲率更大，成人约为44°，1岁婴儿约11°，随着年龄增长，曲率逐渐增加，8岁儿童的上关节面的曲率达成人的90%，至10～20岁时上关节面的曲率达成人水平。提示婴幼儿的寰枕关节的稳定性相对较差，受外力作用时易发生位移而损伤脊髓。

寰椎横突较2～6颈椎的横突长，其功能之一是为维持和调节头部平衡的肌肉提供强有力的杠杆。横突孔有椎动脉通过。有时在横突与后弓交接处的后缘出现一沟或骨孔，称横突后沟（retrotransverse groove）、横突后管（retrotransverse canal）或横突后孔（retrotransverse foramen），其内为一连接寰枕静脉窦和寰枢静脉窦的静脉通过，左右不对称，有的双侧为沟或管，有的一侧为沟，另一侧为管，也有的仅仅单侧出现沟或管，以双侧为沟者多见。国人横突后沟或管的总出现率为7.4%；希腊人为72.22%；肯尼亚人为13%。

一般椎骨的椎弓根为椎弓与椎体连结处的部分。寰椎无椎体，故在解剖学无严格意义上的椎弓根，但随着不稳定上位颈椎的外科固定技术的进展，临床上将寰椎后弓与侧块的交接处称为寰椎的“椎弓根”，其左右高度为（5.83±0.83）mm和（5.92±0.68）mm，左右宽度为（7.74±0.84）mm和（7.87±0.97）mm；也有将后弓的椎动脉沟处称为“椎弓根”。文献中多数认同前者，因此处为经椎弓根螺钉内固定术的进钉点。