În timpul fazei de secreție a uterului, hormonul progesteron este produs de ovare. Progesteronul (ca și estrogenul) este secretat de corpul galben (corpus luteum, care înseamnă corp galben), care se dezvoltă din foliculul Graafian. Progesteronul secretat de corpul galben stimulează acumularea în continuare a celulelor din endometrul uterului. Progesteronul stimulează, de asemenea, glandele din uter să secrete substanțe care mențin endometrul și îl împiedică să se descompună. Din acest motiv, această fază a ciclului menstrual se numește faza secretorie.
Prezența estrogenului și a progesteronului în sânge inhibă producția de FSH și LH din hipofiză, iar nivelurile de FSH și LH încep să scadă.
Dacă ovulul care a fost ovulat în trompa lui Fallopian este fecundat de spermatozoizi, zigotul în curs de dezvoltare se implantează în endometrul îngroșat al uterului la aproximativ șapte zile după ovulație. Acest lucru stimulează endometrul să secrete un hormon gonadotropic corionic uman (HCG). HCG menține corpul galben din ovar, astfel încât acesta continuă să secrete progesteron. HCG este secretat pe tot parcursul sarcinii și menține ridicat nivelul de progesteron din sânge, astfel încât endometrul continuă să se îngroașe, formând în cele din urmă placenta. Fără un nivel ridicat de progesteron, endometrul începe să se descompună. Într-o sarcină, descompunerea endometrului ar duce la un avort spontan.
Ciclul menstrual. Ilustrație de Hans & Cassidy. Courtesy of Gale Group.
Dacă nu are loc fertilizarea, corpul galben se micșorează și nivelul de progesteron din sânge scade, în jurul zilei 22 într-un ciclu de 28 de zile. Fără progesteron, endometrul degenerează și este expulzat prin colul uterin și iese prin vagin.
.