如果是持续、未得到控制的心房颤动，会导致心脏左心耳部位产生血栓，这也是房颤患者血栓形成的最常见部位和最原始部位。但是这些血栓并非是心房壁的一部分，血栓和心脏结构之间微弱的连接并固定性，可以随着心脏的收缩和舒张以及血液快速的流动，导致血栓发生脱落。脱落的血栓会随着血流脱落到全身各个脏器，最常见的是血栓顺着左心室、主动脉、颈部血管，最后到达颅内动脉系统，造成脑组织缺血、坏死，发生脑梗死。脑梗死的严重性取决于血栓的大小和堵塞的动脉部位，脑干梗死最严重。血栓脱落还可以到达胃肠道供血系统、肾脏动脉、肝动脉、脾动脉等，可以造成肾梗死、脾梗死。当肠系膜动脉栓塞时会导致肠梗阻、肠缺血坏死等。部分房颤患者也可能在右心房产生血栓，当右心房的血栓脱落时可以导致肺动脉栓塞。
