镜下混合血栓主要由淡红色无结构的分支状或不规则珊瑚状的血小板小梁(肉眼呈灰白色)，和充满小梁间纤维蛋白网的红细胞(肉眼呈红色)所构成。血小板小梁边缘可见有中性粒细胞附着，是由于纤维蛋白崩解对白细胞有趋化作用而导致。

心脏或血管腔内凝固或形成的沉积物即为血栓，可分为白色血栓、红色血栓、血小板血栓、微血管血栓以及混合血栓。静脉血栓在形成血栓头部后，其下游的血流变慢和出现漩涡，导致另一个血小板小梁状的凝集堆形成。在血小板小梁之间的血液发生凝固，纤维蛋白形成网状结构，网内充满大量的红细胞。

由于这一过程反复交替进行，致使所形成的血栓在肉眼观察时，呈灰白色和红褐色层状交替结构，称为层状血栓，即混合血栓。静脉内的延续性血栓的体部为混合血栓，呈粗糙、干燥、圆柱状，与血管壁粘连。有时可辨认出灰白与褐色相间的条纹状结构。

混合血栓可发生在动脉、静脉或心脏腔内，由头、体、尾三部分组成，头部由白色血栓组成，体部由白色血栓和红色血栓形成，而尾部则是由红色血栓组成。血栓头部往往黏附于血管壁上，形成附壁血栓。