この関節は後頭骨と環椎によって形成される。

関節面は後頭骨の左右の両顆と、環椎の上関節面（Foveae articulares craniales）である。

左右の後頭顆および関節窩の表面は、横に長軸を持つ1個の回転楕円体から2つの長卵円形部分を切り出したような形状を呈する。両関節面は縦（卵円形の長軸）方向と横（卵円形の短軸）方向に湾曲しているが、横方向の湾曲がより顕著である。後頭顆と関節窩の縦軸は前方に向かうほど接近するが、その程度には個体差がある。Fickによると、左右の関節面の前端間距離は平均21～25mm、後端間距離は30.5～34mmである。また、横径は斜めに傾斜しており、外側端が内側端よりも上方に位置する。後頭顆の関節面は、対応する環椎の関節窩よりもやや長い。

個体差は顕著である。関節面が前方の大きい部分と後方の小さい部分に2分している例が多く見られる。さらに、関節面の湾曲には著しい差異があり、極端な例として平坦で幅広い低い型から、高くて細身で湾曲の強い型まで様々である。

後者の型はヨーロッパ人では稀である。

左右の後頭顆の高さは同一ではなく、右側の方が低いことが多い。

関節包は弛緩している。

環椎では軟骨縁のすぐ近くの関節包溝に付着するが、後頭骨では後頭顆の内側および外側で、軟骨縁からやや離れた位置から起始する。

特別な構造として環椎後頭膜（Membranae atlantooccipitales）がある。

前環椎後頭膜（Membrana atlantooccipitalis ventralis）は環椎の前弓の上縁から起こり、後頭骨体の外面を覆う線維軟骨性の部分に移行する。この膜は正中部で前縦靱帯の上部によって補強されている（RK397(**頭蓋および第1～5頚椎間の関節と靱帯：**前面) ）。

後環椎後頭膜（Membrana atlantooccipitalis dorsalis）は前者よりも薄い。大後頭孔の後縁から起こり、環椎の後弓の上縁に付着する。側方では環椎後頭関節の関節包に移行し、環椎の後弓の椎骨動脈溝に対応して切痕を形成する。この切痕は椎骨動脈溝の骨壁と共に、椎骨動脈・後頭下神経・静脈叢が通過する管を形成する（RK398(**頭蓋および第1～5頚椎間の関節と靱帯：**後面) ）。

これら2つの膜は、多量の弾性線維を含む膠原組織束から構成されている。

[図396] 頭蓋と頚部脊柱の関節結合の正中断

[図397] 頭蓋および第1～5頚椎間の関節と靱帯（前面、4/5スケール）

[図398] 頭蓋および第1～5頚椎間の関節と靱帯（後面、4/5スケール）

[図399]軸椎歯突起の諸靱帯（蓋膜を除去）（4/5スケール）