L'irudina è formata da 65 residui aminoacidici e presenta tre ponti disolfuro nella porzione N-terminale. I residui 1 e 3 dell'irudina interagiscono coi residui 214 e 217 della trombina formando una struttura a β-foglietto parallelo, in questo modo il gruppo -NH3+ del residuo 1 dell'irudina crea un legame idrogeno con l'ossigeno della serina 195 della trombina, residuo presente nel sito catalitico, inibendo l'attività idrolitica della trombina. Inoltre, l'estremità C-terminale dell'irudina crea numerose interazioni elettrostatiche con specifici residui sulla trombina.