Сразу после овуляции начинается лютеинизация, но у разных видов этот процесс может сильно различаться в морфологическом и функциональном отношении [88, 79]. Если спаривания не происходит, то у крыс, хомячков, мышей и видов с индуцируемой овуляцией желтые тела не достигают функциональной зрелости и не выделяют достаточных количеств прогестина, чтобы могли сохраняться изменения матки, происходящие в результате пролиферации при подготовке к беременности. После спаривания, не приведшего к оплодотворению, у таких видов наступает ложная беременность — состояние, сходное со спонтанно наступающей лютеальной фазой у более крупных животных [90].
У видов с активной лютеальной фазой (например, у человека, коров, овец, собак и морских свинок) желтое тело функционирует в течение долгого времени, а секреция прогестерона продолжается даже и без стимуляции спариванием [118]. У этих видов для поддержания желтых тел, видимо, достаточен тонический уровень ЛГ.
В конце лютеальной фазы происходит регрессия желтых тел, однако причина ее пока неизвестна. Одновременно уменьшается, секреция прогестерона. С этим спадом прекращается тормозящее влияние яичников на гонадотропную функцию гипофиза (46], тонический уровень гонадотропииов опять стимулирует созревание фолликулов, и цикл начинается снова.