În general, în organism, fluxul sanguin este laminar. Cu toate acestea, în condiții de debit ridicat, în special în aorta ascendentă, fluxul laminar poate fi perturbat și poate deveni turbulent. Atunci când se întâmplă acest lucru, sângele nu curge liniar și fără probleme în straturile adiacente, ci, în schimb, curgerea poate fi descrisă ca fiind haotică. Fluxul turbulent apare, de asemenea, în arterele mari în punctele de ramificare, în arterele bolnave și îngustate (stenotice sau parțial obstrucționate) (a se vedea figura de mai jos) și prin valvele cardiace stenotice.

Turbulența crește energia necesară pentru a conduce fluxul sanguin deoarece turbulența crește pierderea de energie sub formă de frecare, care generează căldură. Atunci când se trasează o relație presiune-flux (a se vedea figura din dreapta), turbulența crește presiunea de perfuzie necesară pentru a conduce un anumit flux. Alternativ, la o presiune de perfuzie dată, turbulența duce la o scădere a debitului.

Turbulența nu începe să apară decât atunci când viteza de curgere devine suficient de mare pentru ca lamelele de curgere să se spargă. Prin urmare, pe măsură ce viteza de curgere a sângelui crește într-un vas de sânge sau de-a lungul unei valve cardiace, nu are loc o creștere treptată a turbulenței. În schimb, turbulența apare atunci când este depășit un număr Reynolds (Re) critic. Numărul Reynolds este o modalitate de a prezice, în condiții ideale, când va apărea turbulența. Ecuația pentru numărul Reynolds este:

Unde V = viteza medie, D = diametrul vasului, ρ = densitatea sângelui și η = vâscozitatea sângelui

Cum se poate observa în această ecuație, Re crește pe măsură ce viteza crește și scade pe măsură ce vâscozitatea crește. Prin urmare, vitezele mari și vâscozitatea scăzută a sângelui (așa cum se întâmplă în cazul anemiei din cauza hematocritului redus) sunt mai susceptibile de a provoca turbulențe. O creștere a diametrului fără o schimbare a vitezei crește, de asemenea, Re și probabilitatea apariției turbulențelor; cu toate acestea, viteza în vase scade în mod obișnuit în mod disproporționat odată cu creșterea diametrului. Motivul pentru aceasta este că debitul (F) este egal cu produsul dintre viteza medie (V) și aria secțiunii transversale (A), iar aria este proporțională cu raza la pătrat; prin urmare, viteza la debit constant este invers legată de raza (sau diametrul) la pătrat. De exemplu, dacă raza (sau diametrul) se dublează, viteza scade la o pătrime din valoarea sa normală, iar Re scade cu o jumătate.

În condiții ideale (de exemplu, vase de sânge lungi, drepte și netede), Re critic este relativ mare. Cu toate acestea, în vasele ramificate sau în vasele cu plăci aterosclerotice care ies în lumen, Re critic este mult mai mic, astfel încât pot exista turbulențe chiar și la viteze normale ale fluxului fiziologic.

Turbulența generează unde sonore (de exemplu, sufluri de ejecție, contuzii carotidiene) care pot fi auzite cu un stetoscop. Deoarece vitezele mai mari sporesc turbulența, murmurele se intensifică odată cu creșterea fluxului. Debitele cardiace ridicate, chiar și prin valvele aortice normale din punct de vedere anatomic, pot provoca murmure fiziologice din cauza turbulenței. Acest lucru se întâmplă uneori la femeile însărcinate care au un debit cardiac ridicat și care pot avea, de asemenea, anemie, ceea ce scade vâscozitatea sângelui. Ambii factori cresc numărul Reynolds, ceea ce sporește probabilitatea apariției turbulențelor.

.