Il tempo di trombina viene misurato prelevando un campione di sangue periferico del paziente in esame. Il sangue intero viene quindi posto in una provetta contenente come additivo del citrato o dell'ossalato, che agiscono come anticoagulanti legando gli ioni calcio presenti nel campione. Come per altri test di coagulazione, la provetta non deve essere eccessivamente ma neppure troppo poco riempita per assicurare il corretto rapporto tra anticoagulante e sangue: 1 parte di anticoagulante per 9 parti di sangue.