In het algemeen is de bloedstroom in het lichaam laminair. Echter, onder omstandigheden van hoge stroming, in het bijzonder in de aorta ascendens, kan laminaire stroming worden verstoord en turbulent worden. In dat geval stroomt het bloed niet lineair en vloeiend in aangrenzende lagen, maar kan de stroming als chaotisch worden omschreven. Turbulente stroming komt ook voor in grote slagaders bij vertakkingen, in zieke en vernauwde (stenotische of gedeeltelijk verstopte) slagaders (zie onderstaande figuur), en over stenotische hartkleppen.

Turbulentie verhoogt de energie die nodig is om de bloedstroom aan te drijven, omdat turbulentie het verlies van energie in de vorm van wrijving vergroot, waardoor warmte wordt gegenereerd. Wanneer een druk-stroomrelatie wordt uitgezet (zie figuur rechts), verhoogt turbulentie de perfusiedruk die nodig is om een bepaalde stroming op gang te brengen. Anderzijds leidt turbulentie bij een gegeven perfusiedruk tot een afname van de doorstroming.

Turbulentie begint pas op te treden wanneer de stroomsnelheid zo hoog wordt dat de stromingslamina uiteenvallen. Wanneer de stroomsnelheid van het bloed in een bloedvat of over een hartklep toeneemt, is er dus geen sprake van een geleidelijke toename van turbulentie. In plaats daarvan treedt turbulentie op wanneer een kritisch Reynoldsgetal (Re) wordt overschreden. Het getal van Reynolds is een manier om onder ideale omstandigheden te voorspellen wanneer turbulentie zal optreden. De vergelijking voor het getal van Reynolds luidt:

Waarbij V = gemiddelde snelheid, D = diameter van het bloedvat, ρ = dichtheid van het bloed, en η = viscositeit van het bloed

Zoals uit deze vergelijking blijkt, neemt Re toe naarmate de snelheid toeneemt, en neemt af naarmate de viscositeit toeneemt. Bij hoge snelheden en lage viscositeit van het bloed (zoals bij bloedarmoede door een verlaagd hematocriet) is de kans op turbulentie dan ook groter. Een toename van de diameter zonder verandering van de snelheid verhoogt ook Re en de waarschijnlijkheid van turbulentie; de snelheid in vaten neemt echter gewoonlijk onevenredig af naarmate de diameter toeneemt. De reden hiervoor is dat de stroming (F) gelijk is aan het product van de gemiddelde snelheid (V) maal de doorsnede (A), en de doorsnede is evenredig met het kwadraat van de straal; daarom is de snelheid bij constante stroming omgekeerd evenredig met het kwadraat van de straal (of diameter). Als bijvoorbeeld de straal (of diameter) wordt verdubbeld, neemt de snelheid af tot eenvierde van de normale waarde, en neemt Re met de helft af.

Onder ideale omstandigheden (b.v. lange, rechte, gladde bloedvaten), is de kritische Re relatief hoog. In vertakte vaten, of in vaten met atherosclerotische plaques die in het lumen uitsteken, is de kritische Re echter veel lager, zodat er zelfs bij normale fysiologische stroomsnelheden turbulentie kan optreden.

Turbulentie genereert geluidsgolven (b.v. ejectierruis, carotisruis) die met een stethoscoop kunnen worden gehoord. Omdat hogere snelheden turbulentie versterken, worden ruisgeluiden intenser naarmate het debiet toeneemt. Verhoogde cardiale output, zelfs over anatomisch normale aortakleppen, kan fysiologische ruis veroorzaken als gevolg van turbulentie. Dit komt soms voor bij zwangere vrouwen die een verhoogde cardiale output hebben en die ook bloedarmoede kunnen hebben, waardoor de viscositeit van het bloed afneemt. Beide factoren verhogen het Reynoldsgetal, waardoor de kans op turbulentie toeneemt.