血栓可能引发多种严重并发症，不同部位的血栓导致的并发症各有特点。例如，下肢深静脉血栓若未及时处理，约有25%~50%的患者会出现血栓后综合征。
脑血管血栓相关并发症
脑梗死：当脑部血管被血栓堵塞时，相应脑组织会因缺血缺氧发生坏死。患者可能突然出现偏瘫、言语不利、口角歪斜等症状，严重的还可能昏迷。比如大脑中动脉血栓形成，会影响对侧肢体的运动和感觉功能。脑出血转化：部分脑梗死患者在治疗过程中可能出现脑出血转化，原本堵塞血管的血栓溶解等情况可能导致血管破裂出血，进一步加重神经功能缺损，使患者的症状突然加重，如原本的偏瘫程度加重、意识障碍加深等。
心血管系统血栓相关并发症
心肌梗死：冠状动脉内形成血栓会导致血管完全堵塞，相应心肌缺血坏死。患者会出现剧烈胸痛，疼痛可放射至左肩、左臂等部位，还可能伴有大汗、胸闷、呼吸困难等症状，严重时可危及生命。例如左前降支血栓形成，会影响左心室前壁心肌的血供，导致心肌梗死发生。肺栓塞：下肢静脉等部位的血栓脱落，随血液循环到达肺部血管，堵塞肺动脉或其分支，就会引发肺栓塞。患者可能出现呼吸困难、胸痛、咯血等症状，小的肺栓塞可能仅有轻微不适，大的肺栓塞可导致患者突发晕厥、休克甚至死亡。
外周动脉血栓相关并发症
肢体缺血坏死：下肢动脉血栓会导致下肢血液供应受阻，若未能及时开通血管，肢体远端会因缺血严重出现坏死。患者下肢会出现疼痛、皮肤颜色改变（如苍白、发绀）、温度降低等表现，严重时需要截肢来挽救生命。比如足背动脉血栓形成，若不及时处理，足部可能逐渐坏死。脏器缺血：肾动脉血栓会导致肾脏缺血，影响肾功能，出现少尿、无尿等症状，还可能伴有腰痛等表现；肠系膜动脉血栓会引起肠道缺血，患者出现剧烈腹痛、腹泻、便血等症状，严重时肠道会坏死。