肝素主要通过与抗凝血酶Ⅲ结合，增强抗凝血酶Ⅲ对凝血因子Ⅱa（凝血酶）及Ⅸa、Ⅹa、Ⅺa、Ⅻa等丝氨酸蛋白酶的抑制作用，从而发挥抗凝血作用。
与抗凝血酶Ⅲ结合增强其抑制作用
肝素分子与抗凝血酶Ⅲ的特定位点结合，使抗凝血酶Ⅲ的构象发生改变，活性部位充分暴露，进而更高效地抑制凝血因子的活性。
影响凝血因子的激活过程
它能干扰凝血因子的激活过程，阻止凝血酶原转变为凝血酶，也能阻碍凝血因子Ⅹ的激活，从多个环节阻断血液凝固的进程。
对血小板功能的影响
肝素在一定程度上可抑制血小板的黏附、聚集等功能，但这并非其抗凝血的主要机制，主要还是通过增强抗凝血酶Ⅲ活性来发挥关键作用。
不同人群的相关情况
对于儿童，使用肝素需格外谨慎，因为儿童的生理机能与成人不同，要充分评估凝血状况等；对于有出血倾向病史的人群，使用肝素时要密切监测凝血指标，防止出现过度出血风险；女性在孕期等特殊生理时期使用肝素也需严格遵循医疗建议，确保母婴安全。