ينتج توسع الأوعية عن استرخاء خلايا العضلات الملساء ضمن جدران الأوعية وبالأخص الأوردة والشرايين الكبيرة والشرايين الصغيرة، وهذه العملية عكس عملية تضيق الأوعية أساسًا أي تضيق الأوعية الدموية.
عندما تتوسع الأوعية الدموية يزداد جريان الدم نتيجة انخفاض المقاومة الوعائيَّة وبالتالي يؤدي توسع الأوعية وبالأخص الشرايين إلى انخفاض ضغط الدم، قد يكون التوسع نتيحة عامل داخلي كعمليات تتم في الأنسجة القريبة من الأوعية أو عامل خارجي كالهرمونات أو الجهاز العصبي، وقد يكون التوسع موضعيًا في أحد الأعضاء وقد يكون مجموعيًا عامًا يشمل جهاز الدوران، وتسمى الأدوية التي تحدث التوسيع الوعائي بموسعات الأوعية.