V průběhu sekreční fáze dělohy je hormon progesteron produkován vaječníky. Progesteron (stejně jako estrogen) je vylučován žlutým tělískem (corpus luteum, což znamená žluté tělísko), které se vyvíjí z Graafiova folikulu. Progesteron vylučovaný žlutým tělískem stimuluje další tvorbu buněk v endometriu dělohy. Progesteron také stimuluje žlázy v děloze k vylučování látek, které udržují endometrium a brání jeho rozpadu. Z tohoto důvodu se tato fáze menstruačního cyklu nazývá sekreční fáze.
Přítomnost estrogenu a progesteronu v krvi inhibuje produkci FSH a LH z hypofýzy a hladina FSH a LH začne klesat.
Pokud je vajíčko, které bylo ovulováno do vejcovodu, oplodněno spermiemi, vyvíjející se zygota se přibližně sedm dní po ovulaci implantuje do ztluštělého endometria dělohy. To stimuluje endometrium k vylučování lidského choriového gonadotropního hormonu (HCG). HCG udržuje žluté tělísko ve vaječníku, takže nadále vylučuje progesteron. HCG se vylučuje po celou dobu těhotenství a udržuje vysokou hladinu progesteronu v krvi, takže endometrium se nadále zahušťuje a nakonec se vytvoří placenta. Bez vysoké hladiny progesteronu se endometrium začne rozpadat. V těhotenství by rozpad endometria vedl k potratu.
Menstruační cyklus. Ilustrace: Hans & Cassidy. Courtesy of Gale Group.
Pokud nedojde k oplodnění, žluté tělísko se zmenšuje a hladina progesteronu v krvi klesá, a to přibližně 22. den 28denního cyklu. Bez progesteronu endometrium degeneruje a je vypuzeno přes děložní čípek a ven pochvou.
.