Antithrombin III (ATIII) ist der wichtigste natürliche Inhibitor des Gerinnungssystems. ATIII hemmt die aktivierten Gerinnungsfaktoren Thrombin, F Xa, F IXa. In Gegenwart von Heparin wird die Reaktion von ATIII mit Thrombin und Faktor Xa stark beschleunigt und die Blutgerinnung effizient gehemmt. Klinisch bedeutsam ist der ATIII-Mangel bei venösen Thromboembolismus (VTE). Eine ATIII-Aktivität unter 50 -70% weist auf einen Mangel (mit dem Risiko einer venösen thromboembolische Erkrankungen, VTE) hin. Das relative Risiko einer VTE bei ATIII-Mangel ist 25–50 fach höher als bei Personen mit normalen Werten. Nur der Mangel von ATIII ist klinisch relevant, nicht aber die Erhöhung.
Bei erhöhter intravasalen Gerinnungsaktivierung mit vermehrter Thrombinfreisetzung wird ATIII schneller verbraucht als es neu synthetisiert werden kann. Die Beurteilung der Homöostase des Gerinnungssystems erfordert auch eine Betrachtung der prokoagulatorischen Faktoren, z.B. durch die TPZ und die aPTT, neben den Inhibitoren (ATIII, Protein C) sowie den Aktivierungs- und Verbrauchsmarkern (z.B. D-Dimer).