水蛭素是一种由6 5个氨基酸的单链多肽构成，其相对分子质量为7000左右，其分子的N端有3对二硫键(Cys6-Cys14, Cys16-Cys28, Cys32-Cys39),  使 N末端肽链绕叠成密集的环肽结构，这对蛋白结构起稳定作用。基末端含活性中心，能识别底物——凝血薛砰’氨基酸位点，并与之牢牢结合。C末端富含酸性氨基酸残基，肽链中部还含有一个由pro-l／ys-pro组成的特殊序列，‘不被一般的蛋白酶降解，从而面维持水蛭素分子的稳定性。
水蛭素中含碳、氢、氮、硫，呈酸性反应，易溶于水、生理盐水及吡啶，不溶于醇、醚、丙酮及苯。水蛭素玀于燥处理）始：终保持低温疮率，所得水蛭养殖素粗提物在干燥状态下很稳定。体外抗凝血试验亦表明，冰水状态下保存3天，其活性仅晦辇低约15%，室温下在水中可稳定存在1 80天，80℃以下加热1 5分钟不被破坏。胰蛋白酶钠、糜蛋白酶不破坏水蛭素活性。木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶A可使蛭素失去部分活性，但在较高盐浓度环境条件下水蛭素活性影响度较小。由此可见，水蛭提取物中水蛭素的活性是可以保持相对稳定的。