Primeira fase: a hemostase primária. Em caso de ferida numa parede vascular, o próprio vaso sanguíneo contrai-se de maneira reflexa para reduzir a quantidade de sangue que chega à lesão. De imediato, as plaquetas que circulam na zona, atraídas pelas substâncias segregadas pelos tecidos dos vasos afectados, dirigem-se para a lesão, fixam-se nas suas extremidades e unem-se entre si, segregando outras substâncias químicas que atraem mais plaquetas para se acumularem na zona. Este processo, conhecido como agregação plaquetária, provoca a formação de uma massa de plaquetas unidas entre si e tecido circundante - o trombo plaquetário. Este "obstáculo" consegue travar a hemorragia, mas como é frágil pode desunir-se com alguma facilidade.
Segunda fase: a coagulação. Caracteriza-se pela formação de um coágulo sanguíneo, uma massa mais sólida e estável, constituída pelos elementos que formam o trombo plaquetário inicial e outros elementos do sangue que são travados pelo mesmo (glóbulos vermelhos incluídos). Todos estes elementos estão unidos entre si por abundantes filamentos de fibrina, uma substância proteica que, tal como uma rede, engloba os componentes do coágulo. Na verdade, a fibrina é uma proteína insolúvel, não podendo circular nesse estado, porque provocaria obstruções vasculares - é formada, então, durante a coagulação, a partir de uma substância precursora, o fibrinogénio, que é solúvel e circula normalmente no sangue. De fato, o ponto chave da formação do coágulo sanguíneo é a conversão do fibrinogénio em fibrina, processo em que participam uma série de elementos específicos presentes no plasma, na sua maioria proteínas - os denominados factores de coagulação. Este mecanismo é muito complexo, já que os factores de coagulação actuam em forma de "cascata", activando-se sequencialmente uns aos outros até que se obtenha uma substância conhecida como trombina, encarregue de converter fibrinogénio em fibrina. Paralelamente, existe uma outra substância segregada pelas plaquetas -a trombostenina -, que desempenha a função de compactar e consolidar o coágulo, retraindo os filamentos de fibrina para estreitar a rede que os próprios formam.
Terceira fase: a fibrinólise. Consoante a cicatrização e reparação do tecido danificado, o coágulo sanguíneo dissolve-se progressivamente, graças à activação de outra substância presente no plasma - o plasminogénio -, que se transforma em plasmina, enzima capaz de degradar os filamentos de fibrina. Finalizado o processo de fibrinólise (cerca de 48 horas), a circulação sanguínea pelo vaso lesionado volta à normalidade.