Tanto os homens como as mulheres produzem níveis baixos de progesterona, um hormônio esteroide do córtex suprarrenal. A progesterona é importante, não somente como hormônio, mas também como precursor dos estrogênios, dos androgênios e dos esteroides adrenocorticais. Nas mulheres, durante a fase folicular do ciclo menstrual, os níveis séricos permanecem baixos. Após a ovulação, ocorre um aumento significativo nos níveis séricos e produz-se progesterona em quantidades crescentes. Isso causa modificações no útero que o preparam para a implantação de um óvulo fecundado. Se ocorrer a implantação, começa a secreção de hCG (gonadotropina coriônica humana), que mantém o corpo lúteo e a sua secreção de progesterona. Por volta do fim do terceiro trimestre, a placenta se torna o principal secretor, e os níveis séricos continuam a aumentar. Se não ocorrer a implantação, os níveis de progesterona na circulação diminuem rapidamente, alcançando os níveis da fase folicular cerca de 4 dias antes do período menstrual seguinte.
Em geral, o aumento dos níveis de progesterona indica a presença de gravidez viável. Níveis baixos de progesterona necessitam de ecografia para confirmar a viabilidade de uma gravidez. A ovulação e a presença de um corpo lúteo ativo podem ser demonstradas com determinações em série da progesterona sérica. Uma disfunção da fase lútea pode ser diagnosticada após a ovulação quando a luteinização for inadequada e a secreção de progesterona reduzida.