胎盘的形状像一个圆盘或圆饼，光滑的一面有脐带联结着胎儿，绒毛裸露的另一面紧紧地贴连在子宫壁的内面上。胎盘中主要是许许多多的数不清的根须结构，有主干有分支，分支又再分支，直至又分成极细小的支，因为它发育之初形状像绒毛，所以叫胎盘绒毛。绒毛的表层有绒毛上皮细胞，绒毛里面有细小的动脉和静脉血管。这些血管沿着绒毛分支汇集于主干，最后集中成为脐带的静脉和动脉，进入胎儿体内。绒毛的外面是流动着的母体血液。

    妊娠之初，绒毛细胞就侵入了子宫内膜毛细血管使之出血，在绒毛周围形成一个个血液的腔隙，叫做绒毛内腔，每个内腔有细小动脉开口供血液流进；也有小静脉开口，使血流回母体。绒毛就浸泡在绒毛间隙的母血里，进行物质交换，吸收营养，排出废物。胎儿血与母体血并不直接接触，交换的物质要透过绒毛上皮细胞、绒毛血管及血管周围的物质。

    足月的胎儿血液以每分钟500毫升的流量流经胎盘绒毛血管，而足月妊娠子宫的血流量每分钟可达500～700毫升，除了一部分供给子宫本身外，大部分血量流经胎盘绒毛间隙。这样庞大的血量，正如有人比喻的那样，胎儿的长大是母亲用血浇灌起来的。因此，胎儿发育依赖于胎盘的功能，像植物有根须一样，胎儿的根须是绒毛，只是它埋泡在母血中。母血中的氧和胎儿血中的二氧化碳可以简单地通过绒毛扩散、交换，胎盘代替了胎儿的呼吸器官功能。分子量小的物质如水、钾、钠、镁、氨基酸、葡萄糖都是以较简单的扩散方式进入胎盘。对于铁、钙、磷、碘、水溶性维生素，尽管母血中含量较低，绒毛还是主动地选择吸收。

    胎儿新陈代谢的产物，通过绒毛向绒毛间隙腔内的母血排泄，而后进入母体血液循环行处理，最后排出母体。胎盘对胎儿的必需物质和代谢产物起着“转运站”的作用。

    大分子的物质如蛋白质、脂肪不能直接通过胎盘，但是绒毛细胞有多种酶，能够把这些物质分解成小的简单的物质。等到胎儿体内后再重新合成，胎盘又起到了“加工厂”的作用。

    细菌、原虫类等病原体是不能通过绒毛上皮的，此时胎盘起到了“防御屏障”作用。但是，病毒和药物能通过。母体的免疫球蛋白G也是能够通过的，所以胎儿可以从母体获得某些抗体，抵御感染。

    胎盘还能产生激素。绒毛上皮细胞产生大量的激素，如平时产生雌激素(雌二醇、雌三醇)和孕激素(也称孕酮、黄体酮)。这些激素随妊娠月份的增加而产量增加。以雌三醇为例，妊娠足月时母血中的含量可高达非孕时的1 000倍。绒毛还生产类似脑下垂体的促性腺激素，叫绒毛膜促性腺激素。孕早期在母血和尿中测出此激素存在，以此便可以确认为妊娠。还生产人绒毛膜生长生乳素，调节母体脂肪代谢，有利于胎儿生长发育。此外，还生产许多酶和特异性蛋白。胎盘这一“工厂”所生产的激素蛋白酶等物质，一方面供给和促进胎儿生长发育，另一方面改变着母体体内的环境，以适应妊娠的进展，为分娩作准备。

    妊娠之所以不产生排斥现象，能够继续发展维持到足月，与胎盘产生大量激素和特异性蛋白有关系。