孕激素主要作用於子宮內膜和子宮肌，適應孕卵着牀和維持妊娠。由於孕酮受體含量受雌激素調節，因此孕酮的絕大部分作用都必須在雌激素作用的基礎上才能發揮。
1．子宮孕酮促使在雌激素作用下增生的子宮內膜進一步增厚，併發生分泌期的變化，有利於孕卵着牀在子宮腔的生存和着牀。着牀後，孕酮促進子宮基質細胞轉化爲蛻膜細胞。蛻膜細胞體積較大，胞漿富含糖原顆粒，爲胚泡提供豐富的營養物質。另外，孕酮能使一些實驗動物的子宮肌細胞膜發生超極化，對刺激的閾值升高，興奮性降低，並使子宮肌對催產素的敏感性降低，防止子宮收縮，保持胚胎生長的環境，並可抑制母體的免疫排斥反應，因而不致將孕體排出子宮。
孕酮使宮頸粘液減少而變稠，粘蛋白分子彎曲，交織成網，使精子難以通過。
2．乳腺在雌激素作用的基礎上，孕激素主要促進乳腺腺泡發育，並在妊娠後爲泌乳作用好準備。
3．產熱作用女性基礎體溫在排卵前先出現短暫降低，而在排卵後升高0.5℃左右，並在黃體期一直維持在此水平上，臨牀上常將這一基礎體溫的雙相變化，作爲判定排卵的標誌之一。婦女在絕經或卵巢摘除後，這種雙相的體溫變化消失，如果注射孕酮則可引起基礎體溫長高，因此認爲基礎體溫的升高與孕酮有關。