A Antitrombina (previamente conhecida como antitrombina III) é uma glicoproteína anticoagulante natural, que inibe a trombina e os fatores X e XI ativados. Sua deficiência está associada a um estado de hipercoagulabilidade, com o aumento do risco de trombose venosa. 

A deficiência de antitrombina III está presente em 1-2% dos casos de trombose, podendo ser congênita ou adquirida. As deficiências congênitas são divididas em tipo I e tipo II. No tipo I a concentração e a atividade da antitrombina III estão diminuídas. No tipo II, apesar da concentração normal da antitrombina III, a sua atividade funcional é baixa. Assim existem ensaios antigênicos, que determinam a quantidade da proteína, e ensaios funcionais. Uma vez que os ensaios funcionais identificam ambos os tipos de deficiência, os ensaios antigênicos só devem ser realizados se o ensaio funcional estiver diminuído, para que se defina precisamente o tipo de deficiência. 

As deficiências adquiridas são mais comuns e podem decorrer de redução da síntese hepática (cirrose, etilismo, hepatite), de aumento do consumo (tromboses, coagulação intravascular disseminada, infarto agudo do miocárdio), perda (síndrome nefrótica, enteropatias, traumas) e de outras causas (uso de heparina, uso de estrógenos, gravidez). Níveis aumentados podem ocorrer em processos inflamatórios, uso de anabolizantes e penicilinas. Ao nascimento, níveis de antitrombina são em média 63% dos níveis do adulto, aumentando a estes níveis aos seis meses de idade.