thumb|250px Łuk dłoniowy głęboki () – w anatomii człowieka tętnica ręki utworzona przez tętnicę promieniową oraz w mniejszym stopniu łokciową (odwrotnie niż w łuku dłoniowym powierzchownym).
Topografia Tętnica promieniowa w swoim końcowym odcinku oddaje gałąź dłoniową głęboką (łac. ramus palmaris profundus arteriae radialis) która stanowi początek łuku głębokiego. Następnie przechodzi przez pierwszą (85%) lub drugą (15%) przestrzeń międzykostną i leżąc na kościach śródręcza oraz mięśniach międzykostnych kieruje się w stronę kłębika. Na całym odcinku łuk tętniczy przykryty jest ścięgnami zginaczy. Ostatecznie łuk zespala się z gałęzią od tętnicy łokciowej.
W badaniach obrazowych znajduje się średnio 4,5 cm od stawu promieniowo-nadgarstkowego.
Tętnicy wzdłuż całego przebiegu towarzyszy gałąź głęboka nerwu łokciowego, przy czym wzajemny stosunek topograficzny pomiędzy tymi strukturami jest bardzo zmienny.
Łuk dłoniowy głęboki oddaje drobne gałęzie do sieci dłoniowej nadgarstka, a także trzy tętnice dłoniowe śródręcza (II, III, IV), z których od każdej odchodzi dodatkowo gałąź przeszywająca do tętnicy grzbietowej śródręcza.