Generalnie w organizmie, przepływ krwi jest laminarny. Jednak w warunkach wysokiego przepływu, szczególnie w aorcie wstępującej, przepływ laminarny może zostać zakłócony i stać się turbulentny. W takiej sytuacji krew nie płynie liniowo i płynnie w przylegających do siebie warstwach, lecz zamiast tego przepływ można określić jako chaotyczny. Przepływ turbulentny występuje również w dużych tętnicach w punktach rozgałęzień, w chorych i zwężonych (zwężonych lub częściowo niedrożnych) tętnicach (patrz rysunek poniżej) oraz przez zwężone zastawki serca.

Turbulencja zwiększa energię potrzebną do napędzania przepływu krwi, ponieważ turbulencja zwiększa utratę energii w postaci tarcia, które generuje ciepło. Przy wykreślaniu zależności ciśnienie-przepływ (patrz rysunek po prawej stronie), turbulencja zwiększa ciśnienie perfuzyjne wymagane do napędzania danego przepływu. Alternatywnie, przy danym ciśnieniu perfuzyjnym, turbulencja prowadzi do zmniejszenia przepływu.

Turbulencja nie zaczyna występować, dopóki prędkość przepływu nie stanie się na tyle duża, że lamina przepływu nie ulegnie rozpadowi. Dlatego też, w miarę wzrostu prędkości przepływu krwi w naczyniu krwionośnym lub przez zastawkę serca, nie następuje stopniowy wzrost turbulencji. Zamiast tego, turbulencje pojawiają się po przekroczeniu krytycznej liczby Reynoldsa (Re). Liczba Reynoldsa to sposób na przewidzenie, kiedy w idealnych warunkach wystąpią turbulencje. Równanie dla liczby Reynoldsa jest następujące:

Gdzie V = średnia prędkość, D = średnica naczynia, ρ = gęstość krwi i η = lepkość krwi

Jak widać w tym równaniu, Re wzrasta wraz ze wzrostem prędkości i maleje wraz ze wzrostem lepkości. Dlatego duże prędkości i niska lepkość krwi (jak to ma miejsce w przypadku niedokrwistości spowodowanej zmniejszonym hematokrytem) są bardziej prawdopodobnym powodem turbulencji. Wzrost średnicy bez zmiany prędkości również zwiększa Re i prawdopodobieństwo wystąpienia turbulencji; jednakże prędkość w naczyniach zwykle zmniejsza się nieproporcjonalnie wraz ze wzrostem średnicy. Wynika to z faktu, że przepływ (F) jest równy iloczynowi prędkości średniej (V) i pola przekroju poprzecznego (A), a pole powierzchni jest proporcjonalne do promienia podniesionego do kwadratu; dlatego prędkość przy stałym przepływie jest odwrotnie proporcjonalna do promienia (lub średnicy) podniesionego do kwadratu. Na przykład, jeżeli promień (lub średnica) jest podwojony, prędkość zmniejsza się do jednej czwartej normalnej wartości, a Re zmniejsza się o połowę.

W idealnych warunkach (np. długie, proste, gładkie naczynia krwionośne), krytyczna wartość Re jest stosunkowo wysoka. Jednakże w rozgałęzionych naczyniach lub w naczyniach z blaszkami miażdżycowymi wystającymi do światła, krytyczne Re jest znacznie niższe, tak że mogą występować turbulencje nawet przy normalnych, fizjologicznych prędkościach przepływu.

Turbulencje generują fale dźwiękowe (np. szmery wyrzutowe, sinienie szyjne), które można usłyszeć za pomocą stetoskopu. Ponieważ większe prędkości zwiększają turbulencje, szmery nasilają się wraz ze wzrostem przepływu. Podwyższony rzut serca, nawet przez anatomicznie prawidłowe zastawki aortalne, może powodować szmery fizjologiczne z powodu turbulencji. Zdarza się to czasem u kobiet w ciąży, które mają zwiększony rzut serca i które mogą mieć również niedokrwistość, co zmniejsza lepkość krwi. Oba czynniki zwiększają liczbę Reynoldsa, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia turbulencji.

.