La diastole (ou relâchement, par opposition à la systole=contraction) ventriculaire est séparée en trois phases suivant la variation de son volume : successivement, on a une courte phase de relaxation isovolumétrique (ventricule de volume constant et minimal), une phase de remplissage passive du ventricule et une phase de remplissage active par contraction des oreillettes.
Pendant la phase de relaxation isovolumique, les valves aortique et mitrales sont fermées : la pression dans le ventricule chute rapidement. Dès que cette pression devient inférieure à la pression auriculaire, la valve mitrale s'ouvre. Le ventricule se remplit alors rapidement alors que l'oreillette est au repos (remplissage ventriculaire passif lors de la diastole), puis le remplissage ralentit et enfin survient la contraction (systole) auriculaire (remplissage actif).
Cette systole auriculaire contribue d'autant plus au remplissage que la fréquence cardiaque est élevée. Son rôle est particulièrement important en cas d'obstacle à l'écoulement du flux sanguin entre les oreillettes et les ventricules comme lors du rétrécissement mitral. Dans ce dernier cas, l'obstacle mécanique se traduit sur le plan hémodynamique par l'apparition d'un gradient de pression diastolique plus important entre l'oreillette et le ventricule gauche. Ce gradient est d'autant plus élevé que la surface valvulaire est basse et d'autant plus élevé que le débit traversant l'orifice sténosé est élevé/ La mesure de cette différence de pression entre l'oreillette gauche et le ventricule gauche durant la diastole permet ainsi d'estimer la surface de la valve mitrale par la formule de Gorlin.