Kehossa veren virtaus on yleensä laminaarista. Suuren virtauksen olosuhteissa, erityisesti nousevassa aortassa, laminaarinen virtaus voi kuitenkin häiriintyä ja muuttua turbulentiksi. Tällöin veri ei virtaa viereisissä kerroksissa lineaarisesti ja tasaisesti, vaan virtausta voidaan kuvata kaoottiseksi. Turbulenttista virtausta esiintyy myös suurissa valtimoissa haarautumiskohdissa, sairaissa ja ahtautuneissa (stenoottisissa tai osittain tukkeutuneissa) valtimoissa (ks. kuva alla) sekä ahtautuneiden sydänläppien yli.

Turbulenssi lisää veren virtauksen kuljettamiseen vaadittavaa energiaa, koska turbulenssi lisää energiahäviötä kitkan muodossa, joka tuottaa lämpöä. Kun piirretään paine-virtaussuhdetta (ks. kuva oikealla), turbulenssi lisää perfuusiopaineita, joita tarvitaan tietyn virtauksen aikaansaamiseksi. Vaihtoehtoisesti tietyllä perfuusiopaineella turbulenssi johtaa virtauksen vähenemiseen.

Turbulenssi alkaa esiintyä vasta, kun virtausnopeus nousee niin suureksi, että virtauslamellit hajoavat. Kun veren virtausnopeus kasvaa verisuonessa tai sydänläpän yli, turbulenssi ei siis lisäänny asteittain. Sen sijaan turbulenssi syntyy, kun kriittinen Reynoldsin luku (Re) ylittyy. Reynoldsin luvun avulla voidaan ennustaa, milloin turbulenssia esiintyy ihanteellisissa olosuhteissa. Reynoldsin luvun yhtälö on:

Jossa V = keskinopeus, D = verisuonen halkaisija, ρ = veren tiheys ja η = veren viskositeetti

Kuten tästä yhtälöstä nähdään, Re kasvaa nopeuden kasvaessa ja pienenee viskositeetin kasvaessa. Näin ollen suuret nopeudet ja alhainen veren viskositeetti (kuten tapahtuu anemiassa alentuneen hematokriitin vuoksi) aiheuttavat todennäköisemmin turbulenssia. Läpimitan kasvu ilman nopeuden muutosta lisää myös Re:tä ja turbulenssin todennäköisyyttä, mutta tavallisesti verisuonten nopeus pienenee suhteettomasti läpimitan kasvaessa. Syynä tähän on se, että virtaus (F) on yhtä suuri kuin keskinopeuden (V) ja poikkipinta-alan (A) tulo, ja pinta-ala on verrannollinen säteen neliöön; näin ollen nopeus vakiovirtauksessa on kääntäen verrannollinen säteen (tai halkaisijan) neliöön. Jos esimerkiksi säde (tai halkaisija) kaksinkertaistuu, nopeus pienenee neljäsosaan normaaliarvostaan ja Re pienenee puoleen.

Ideaalisissa olosuhteissa (esim. pitkät, suorat, sileät verisuonet) kriittinen Re on suhteellisen korkea. Haarautuvissa verisuonissa tai verisuonissa, joissa on luumeniin työntyviä ateroskleroottisia plakkeja, kriittinen Re on kuitenkin paljon alhaisempi, joten turbulenssia voi esiintyä jopa normaaleilla fysiologisilla virtausnopeuksilla.

Turbulenssi synnyttää ääniaaltoja (esim. ulostyöntymissärinää, kaulavaltimoiden sivuääniä), jotka voidaan kuulla stetoskoopilla. Koska suuremmat nopeudet lisäävät turbulenssia, sivuäänet voimistuvat virtauksen kasvaessa. Kohonnut sydämen virtaus, jopa anatomisesti normaalien aorttaläppien kautta, voi aiheuttaa fysiologisia sivuääniä turbulenssin vuoksi. Näin käy joskus raskaana oleville naisille, joiden sydämen minuuttitilavuus on suurentunut ja joilla voi olla myös anemiaa, joka pienentää veren viskositeettia. Molemmat tekijät lisäävät Reynoldsin lukua, mikä lisää turbulenssin todennäköisyyttä.