W zależności od rozmiaru obszaru H II, może w nim występować do około tysiąca gwiazd. To sprawia, że rejony H II są znacznie trudniejsze w zrozumieniu niż mgławice planetarne, które mają tylko jedno centralne, jonizujące źródło. Obszary H II mają typowo temperaturę rzędu 10 000 K i są w większości zjonizowane. Plazma może posiadać pole magnetyczne o indukcji magnetycznej kilkudziesięciu mikrogaussów. Pola magnetyczne są wytwarzane przez naładowane cząstki poruszające się w plazmie, a niektóre obserwacje sugerują, że obszary H II zawierają też pola elektryczne.
Rejony H II składają się w 90% z wodoru. Najsilniejsze linie emisyjne wodoru przy długości 656,3 nm nadają obszarom H II charakterystyczny czerwony kolor. Pozostała część składu regionów H II to hel oraz śladowe ilości cięższych pierwiastków. Zauważa się w galaktykach, że ze wzrastającą odległością od jądra galaktyki w obszarach H II spada ilość ciężkich pierwiastków.