Obvykle je proudění krve v těle laminární. Za podmínek vysokého průtoku, zejména ve vzestupné aortě, však může být laminární proudění narušeno a stát se turbulentním. Když k tomu dojde, krev neproudí lineárně a plynule v přilehlých vrstvách, ale místo toho lze proudění popsat jako chaotické. K turbulentnímu proudění dochází také ve velkých tepnách v místech jejich větvení, v nemocných a zúžených (stenotických nebo částečně ucpaných) tepnách (viz obrázek níže) a přes stenotické srdeční chlopně.

Turbulence zvyšuje energii potřebnou k pohonu toku krve, protože turbulence zvyšuje ztráty energie ve formě tření, při kterém vzniká teplo. Při vykreslení vztahu mezi tlakem a průtokem (viz obrázek vpravo) turbulence zvyšuje perfuzní tlak potřebný k pohonu daného průtoku. Případně při daném perfuzním tlaku vede turbulence ke snížení průtoku.

Turbulence se začíná projevovat až v okamžiku, kdy rychlost proudění dosáhne takové velikosti, že se proudové lamely rozpadnou. Proto při zvyšování rychlosti proudění krve v cévě nebo přes srdeční chlopeň nedochází k postupnému nárůstu turbulence. K turbulenci dochází až po překročení kritického Reynoldsova čísla (Re). Reynoldsovo číslo je způsob, jak za ideálních podmínek předpovědět, kdy dojde k turbulenci. Rovnice pro Reynoldsovo číslo je:

Kde V = střední rychlost, D = průměr cévy, ρ = hustota krve a η = viskozita krve

Jak je vidět z této rovnice, Re roste s rostoucí rychlostí a klesá s rostoucí viskozitou. Proto je pravděpodobnější, že vysoké rychlosti a nízká viskozita krve (k čemuž dochází při anémii v důsledku sníženého hematokritu) způsobí turbulenci. Zvětšení průměru beze změny rychlosti také zvyšuje Re a pravděpodobnost turbulence; rychlost v cévách však obvykle s rostoucím průměrem neúměrně klesá. Důvodem je to, že průtok (F) se rovná součinu střední rychlosti (V) a plochy průřezu (A) a plocha je úměrná kvadrátu poloměru; proto je rychlost při konstantním průtoku nepřímo úměrná kvadrátu poloměru (nebo průměru). Například při zdvojnásobení poloměru (nebo průměru) se rychlost sníží na čtvrtinu normální hodnoty a Re se sníží na polovinu.

V ideálních podmínkách (např. dlouhé, přímé, hladké cévy) je kritická hodnota Re relativně vysoká. V rozvětvených cévách nebo v cévách s aterosklerotickými pláty vystupujícími do lumen je však kritická hodnota Re mnohem nižší, takže může docházet k turbulenci i při normálních fyziologických rychlostech proudění.

Turbulence vytváří zvukové vlny (např. ejekční šelesty, karotické modřiny), které lze slyšet stetoskopem. Protože vyšší rychlosti zvyšují turbulenci, šelesty se s rostoucím průtokem zesilují. Zvýšené srdeční výkony, a to i přes anatomicky normální aortální chlopně, mohou kvůli turbulenci způsobit fyziologické šelesty. K tomu někdy dochází u těhotných žen, které mají zvýšený srdeční výdej a které mohou mít také anémii, která snižuje viskozitu krve. Oba faktory zvyšují Reynoldsovo číslo, což zvyšuje pravděpodobnost vzniku turbulence.