Il fattore II o protrombina, assieme ai fattori VII, IX e X, rappresentano le 4 proteine della coagulazione che richiedono la vitamina K per la loro completa biosintesi. La vitamina K è necessaria per la carbossilazione di alcuni residui di glutammato, i quali vengono convertiti in gamma-carbossiglutammato. Inoltre è stata osservata una seconda modificazione di queste proteine vitamina K-dipendenti, la beta-idrossilazione di un residuo di aspartato.
La protrombina umana è formata da 579 aminoacidi ed è una catena polipeptidica singola che contiene dal 10 al 15% di carboidrati disposti in tre catene laterali. La protrombina viene convertita in trombina in seguito all'idrolisi di alcuni legami peptidici operati dal fattore Xa e dalla trombina stessa e la velocità di questi tagli è regolata dal fattore V.