Gilioji šlaunikaulio arterija yra bendrosios žmogaus kūno šlaunikaulio arterijos šaka. Bendra šlaunikaulio arterija yra viena didžiausių žmogaus kūno arterijų, turinti kelias šakas. Gilioji šlaunies arterija yra pagrindinė kraujagyslė, tiekianti koją.
Gili šlaunies arterija tiekia šlaunį krauju. Kaip arterija, ji perneša deguonies turinčio (daug deguonies turinčio) kraujo į šlaunies ir apskritai viršutinės kojos raumenis; vena pašalins deguonies neturintį (deguonies trūkumo) kraują iš šlaunies. Gili šlaunikaulio arterija atsišakoja nuo bendrosios šlaunies arterijos taške, vadinamame šlaunikaulio trikampiu. Palikus šlaunikaulio trikampį, gilioji šlaunies arterija vystosi tolimesnes šakas, kad kraujas būtų tiekiamas šlaunies gale.
Dvi tokios šakos yra medialinės ir šoninės cirkumfleksinės šlaunikaulio arterijos. Abi šios šakos, taip pat pati gilioji šlaunies arterija yra svarbūs visos šlaunies ir su ja susijusių kaulų kraujo tiekėjai. Medialinis cirkumfleksas taip pat ypač svarbus, nes jis tiekia šlaunikaulį krauju.