L'œsophage thoracique situé dans le médiastin postérieur descend du niveau de la vertèbre T4 jusqu'à l'orifice œsophagien situé dans le diaphragme. Au cours de son trajet, il passe dans le plan médian au niveau de T5 mais passe légèrement à gauche au niveau de T7. Dans sa partie inférieure, il s'incurve ventralement pour traverser le diaphragme au niveau de T10.
Ses rapports au cours de sa descente sont, dans l'ordre, de supérieur à inférieur :
- antérieur :
- trachée puis bifurcation trachéale et bronche principale gauche ; ganglions lymphatiques trachéobronchiques
- artère pulmonaire droite
- inférieure au niveau des racines pulmonaires, le nerf vague gauche contribue au plexus œsophagien à sa surface
- péricarde postérieur à l'oreillette droite
- postérieur :
- colonne vertébrale avec le muscle long colli latéralement
- artères intercostales droites
- veine azygos et ses affluents du système azygos ; la plèvre droite peut être interposée
- en dessous du niveau des racines pulmonaires, le nerf vague droit forme un plexus sur la surface de l'œsophage
- le canal thoracique, inférieur à la face postérieure droite mais remontant à gauche en T5
- enfin, en raison de la courbure ventrale de l'œsophage inférieur, la partie inférieure de l'aorte thoracique vient se placer en arrière ; un tissu conjonctif solide relie l'œsophage et la trachée.
- côté gauche :
- nerf laryngé récurrent gauche
- l'aorte thoracique devient progressivement plus postérieure à l'œsophage lors de son passage vers le bas
- plèvre gauche
- côté droit : plèvre médiastinale en contact mais non adhérente