面侧深区的解剖结构主要包括翼内外肌、翼丛、上颌动脉和下颌神经等组成部分。
翼内外肌是关键结构，翼内肌起源于翼窝，斜向外下止于下颌支内侧面的翼肌粗隆。它的上头源于蝶骨大翼的颞下面，下头源于翼突外侧板，两束肌纤维都指向外后方，止于下颌颈前面的翼肌凹。翼外肌则位于上外侧部，与翼内肌相邻，两者之间的疏松组织中有血管和神经交错。
翼丛位于颞下窝内，由上颌动脉分支伴行的静脉构成，收纳静脉后汇合成上颌静脉，最终回流至下颌后静脉。翼丛与上颌动脉在浅部相邻，深部则有翼内、外肌和下颌神经及其分支。翼丛通过眼下静脉和面深静脉与面静脉相连，同时通过卵圆孔网和破裂孔导血管与海绵窦相通，使得口、鼻、咽的感染有可能向上扩散到颅内。
上颌动脉起自颈外动脉，经过下颌颈的深面进入颞下窝。它在翼外肌的不同层次分布，分为三段。第一段位于下颌颈深面，分支至下牙槽动脉和脑膜中动脉。第二段在翼外肌浅面或深面，分支至咬肌、颞肌等，并有颊动脉伴随颊神经分布。第三段在翼腭窝内，分支至上牙槽后动脉和眶下动脉，分别分布于上颌骨和眶区。
下颌神经作为三叉神经的最大分支，从卵圆孔出颅后进入颞下窝，主要位于翼外肌深面。它发出的运动支控制咀嚼肌，包括翼内肌神经、翼外肌神经等，而感觉支则包括颊神经、耳颞神经、舌神经和下牙槽神经，分别分布于面部不同区域的粘膜和皮肤。
面侧深区位于颅底下方，口腔及咽的外侧，其上部为颞下窝。此区为一有顶、底和四壁的腔隙，内有翼内、外肌及出入颅底的血管、神经通过。前壁为上颌骨体的后面；后壁为腮腺深部；外侧壁为下颌支。内侧壁为翼突外侧板和咽侧壁；顶为蝶骨大翼的颞下面；底平下颌骨下缘。