השריר הישר העליון בדומה לשאר השרירים הישרים, מתחיל מטבעת רקמת חיבור הממוקמת בקודקוד המסלול העיני, הנקראת הטבעת הגידית המשותפת (אנ'). השריר חודר למשטח הקדמי העליון של העין. רוחבה של נקודת החדירה הוא כ-11 מ"מ.[2] השריר ממוקם במרחק של כ-8 מ"מ מלימבוס הקרנית (אנ').[2]
השריר הישר העליון קשור לשאר השרירים החוץ-עיניים, במיוחד לשריר הישר המדיאלי ולשריר הישר הצידי.[3] מיקום הכניסה של השריר הישר העליון היא בסביבות 7.5 מ"מ ממיקום הכניסה של השריר המדיאלי, כ-7.1 מ"מ ממיקום הכניסה של השריר הישר הצידי, ובערך כ-7.9 מ"מ מלימבוס הקרנית.[2] בין השריר העליון לצידי קיימת מחיצה בין-שרירית.[3]
חלק ניכר מהניקוז הוורידי של במסלול השרירים החוץ-עיניים עובר קרוב לשריר הישר העליון.[5] חסימה לניקוז ורידי זה עלולה לגרום לגודש ורידי בעין, מה שעלול לגרום לאקסופטלמוס (אנ') (בליטה פתולוגית של גלגל העין).[6] התופעה ניתנת לאבחון על ידי סריקת CT.[5]
