Quá trình hình thành huyết khối, bao gồm 2 giai đoạn:

1. Sự bám dính và kết tụ của tiểu cầu trong máu

Ở giai đoạn đầu của huyết khối, tiểu cầu liên tục bị lắng đọng từ dòng chảy trục và bám vào bề mặt các sợi collagen lộ ra ở lớp nội mạc của các mạch máu bị tổn thương. Tiểu cầu được collagen hoạt hóa và giải phóng các chất như ADP, thromboxane A2, 5-AT và yếu tố tiểu cầu IV. Những chất này có tác dụng kết tụ tiểu cầu mạnh, khiến tiểu cầu trong máu tiếp tục kết tụ cục bộ để tạo thành một ụ tiểu cầu hình gò, khởi phát của huyết khối tĩnh mạch, là phần đầu của cục huyết khối.

Tiểu cầu bám vào bề mặt các sợi collagen lộ ra ở lớp nội mạc của mạch máu bị tổn thương và được hoạt hóa để tạo thành một khối tiểu cầu nhô cao. Khối tiểu cầu này dần dần lớn lên và trộn lẫn với bạch cầu để tạo thành cục huyết khối trắng. Trên bề mặt cục huyết khối có nhiều bạch cầu bám vào hơn. Lưu lượng máu dần chậm lại, hệ thống đông máu được kích hoạt, và một lượng lớn fibrin tạo thành cấu trúc mạng lưới, giữ lại nhiều hồng cầu và bạch cầu hơn để tạo thành cục huyết khối hỗn hợp.

2. Sự đông máu

Sau khi cục huyết khối trắng hình thành, nó nhô vào lòng mạch, làm cho dòng máu phía sau chậm lại và tạo thành một xoáy nước, và một ụ tiểu cầu mới được hình thành tại xoáy nước đó. Các bè mạch, có hình dạng giống san hô, có nhiều bạch cầu bám vào bề mặt của chúng.

Lưu lượng máu giữa các thớ cơ tim dần chậm lại, hệ thống đông máu được kích hoạt, và nồng độ các yếu tố đông máu cục bộ và yếu tố tiểu cầu tăng dần, tạo thành cấu trúc lưới đan xen giữa các thớ cơ. Cục huyết khối hỗn hợp màu trắng, có dạng lượn sóng tạo thành phần chính của cục huyết khối.

Cục huyết khối hỗn hợp dần dần tăng kích thước và lan rộng theo hướng dòng máu, cuối cùng làm tắc nghẽn hoàn toàn lòng mạch máu, khiến dòng máu ngừng chảy.