注射死刑的过程通常分为以下三个阶段：
注射麻醉剂
第一针注入的是硫喷妥钠，这是一种强效的巴比妥类药物，作用极为关键。它能迅速穿透血脑屏障，使被执行人短时间陷入深度麻醉状态，意识快速消散，目的是消除被执行人面对死亡的极度恐惧与清醒感知，尽可能降低其心理层面的煎熬。
注射肌肉松弛剂
第二针是泮库溴铵，属于非去极化型肌松药。注射后，肌肉松弛效果即刻显现，被执行人的呼吸肌逐渐麻痹，呼吸运动减缓直至停止。这是出于人道主义考量，让死亡过程安静、无挣扎，规避窒息所产生的痛苦表象，让行刑现场肃穆有序，也降低外界对行刑的抵触情绪。
注射心跳阻滞剂
最后一针是氯化钾溶液，高浓度的氯化钾会干扰心脏正常电生理活动，致使心脏骤停。心脏作为维系生命的核心器官，一旦停跳，意味着生命机能彻底终止。
整个执行过程需要由经过专门培训的执行人员操作，并且在执行过程中会连接好心率测量仪器，以便确认罪犯死亡。执行号令发出后，执行人员按一下注射泵上的注射键，药物开始注入死刑犯体内。最后，法医会根据心跳、呼吸等来确认罪犯死亡。
这种注射死刑的方式被认为是一种相对人道和文明的死刑执行方式，旨在减少死刑犯的痛苦和心理折磨。