Die entscheidenden, eine Thrombose verursachenden Mechanismen wurden schon 1856 von Rudolf Virchow beschrieben und als Virchow'sche Trias nach ihm benannt. Dabei handelt es sich um eine Schädigung der Gefäßwand, die Verlangsamung des Blutflusses und eine erhöhte Gerinnungsneigung des Bluts infolge einer Veränderung der Blutzusammensetzung. Für die venöse Thrombose (Phlebothrombose) stehen die Verlangsamung des Blutflusses und eine erhöhte Gerinnungsneigung im Vordergrund.
Eine Venenthrombose kann zum Beispiel zustande kommen, wenn nach einer Operation die Blutströmung in einem Gefäß stark verlangsamt ist oder wenn geschwächte Patienten ruhig und unbeweglich liegen. Bei der Entstehung der selteneren arteriellen Thrombose hingegen, ist die Schädigung der Gefäßwand, meist als Folge der Arteriosklerose, mit der Ablagerung von Blutplättchen (Thrombozyten) von entscheidender Bedeutung. Für die Entstehung einer Thrombose kommen viele Ursachen in Betracht. Es kann sich auch ein Gerinnsel von seiner Ursprungsstelle lösen und ein entferntes Gefäß verstopfen (Thrombembolie). Ferner können Störungen des Blutgerinnungsmechanismus die Entstehung einer Thrombose begünstigen.