Після овуляції на місці лопнув фолікула утворюється жовте тіло, функцією якого є секреція естрадіолу-17B, естрону і прогестерону, що регулюють підготовку ендометрія матки до імплантації яйцеклітини. Якщо не відбувається запліднення яйцеклітини, то жовте тіло функціонує в лютеальної фазу оваріального циклу ( Меструального жовте тіло ). При заплідненні яйцеклітини жовте тіло функціонує першу половину вагітності ( Жовте тіло вагітності ), А потім його функція припиняється.

Преовуляторном різке підвищення концентрації лютропина в плазмі крові жінки призводить до лютеїнізації гранулезних клітин і клітин theca і змінює в них стероїдогенез таким чином, що після овуляції в плазмі крові з жіночих статевих гормонів домінує концентрація прогестерону. Зв'язування лютропина з рецепторами системи G-білків на мембрані лютеальної клітин збільшує вміст в них вторинних посередників, які стимулюють транспорт холестерину з плазми крові в клітини жовтого тіла, де він використовується для синтезу прогестерону. Концентрація цього гормону в плазмі крові жінки в лютеальної фазу залежить від маси стероідогенной тканини в жовтому тілі, інтенсивності кровотоку і здатності стероідогенной тканини синтезувати прогестерон під впливом лютропіну.

Стероїдогенез в клітинах жовтого тіла поступово збільшується і досягає піку приблизно на 8-9-й день після овуляції. В цей період концентрація прогестерону в плазмі крові жінки в 5 разів вище, ніж в інші фази оваріального циклу. Підвищення в плазмі крові естрогенів і прогестерону в лютеальної фазу за механізмом негативного зворотного зв'язку гальмує секреції гонадотропінів в аденогіпофіз, збільшуючи з 1 до 2-3 ч інтервал часу між періодами імпульсного викиду цих гормонів кров. В результаті не починається розвиток чергового фолікула в яєчниках. Секреція прогестерону в лютеальної фазу контролює підготовку (секреторна фаза маткового циклу) ендометрію матки до імплантації яйцеклітини. У цю фазу відбувається функціональне дозрівання клітин ендометрію, який повністю готується до імплантації яйцеклітини. Якщо яйцеклітина не запліднюється, то жовте тіло зберігається близько 14 днів і потім піддається лютеолізу.