胎盘中有子体与母体各自独立的两个循环系统（即使发展到血窦内皮型，例如兔胚晚期，仍有一层内皮细胞把两方分隔开来）。绒毛可视作半透膜，全部绒毛与母体血液接触的面积达7～14平方米；当母血在绒毛间隙以及子血在绒毛内流动的同时，即能进行物质交换。

一般认为，氧、二氧化碳和许多小分子依靠扩散与渗透；大分子如蛋白质、抗体、激素等则依靠主动转运和吞饮转运。一些更大的分子（如Rh阳性抗原等）一般不能转运；但在缺氧、创伤、特殊分娩的情况下，也可能发生窜流而混杂。正常妊娠期间母血与子血分开，互不干扰，同时又进行选择性的物质交换。这一现象称为胎盘屏障。屏障的组成包括绒毛芯的微血管的内皮细胞、基膜、结缔组织及上皮基膜和绒毛上皮，就血窦绒毛型胎盘而言都属于子体组织。其他类型胎盘则包括母体组织，如子宫内膜上皮、基膜、结缔组织和内皮等。

胎盘还有贮藏功能。如人在妊娠初期，胎盘生长很快。大量的营养物质（蛋白质、糖原、钙、铁等）贮存于胎盘细胞内，以供胎儿生长需要。胎盘有相当于肝脏的功能，它不仅能贮备营养，而且有调节作用，发育后期，胎儿肝脏逐渐生长发育完备，胎盘的代谢调节功能才逐渐减退以至消失。胎盘还能改造及合成一些物质，行使消化道、肺、肾、肝和内分泌腺的多种功能，而且能调节这些功能来保护胎儿和母体，使妊娠顺利进行。

胎盘除分泌许多类似垂体和卵巢产生的激素以保证妊娠进行外，还发现有相当于下丘脑的多肽的短距离作用的激素。怀孕3月的妇女因病而施行卵巢或垂体切除术后，由于胎盘的存在，妊娠仍可以继续。妊娠早期的胎盘分泌人绒毛膜促性腺激素（hCG），甚至着床前胚泡的滋胚层就分泌这种激素。它的性质和LH相似，有维持卵巢黄体使继续发育，促使黄体分泌雌激素和孕激素的作用。胎盘组织本身也能合成这些甾体激素，还能分泌人胎盘促乳素（hPL）——一种有促进生长和催乳作用的激素，能促使胎盘和胎儿生长及母体乳腺的生长与发育。妊娠末期胎盘分泌松弛素。松弛素溶解胶原纤维及软化韧带，有利于分娩。胎盘分泌的hCG，hPL，孕酮以及胎儿肝合成的甲胎蛋白等都有抑制母体免疫反应的作用，使胎儿在子宫内正常发育，不致引起异物反应而遭排斥。

分娩后的胎盘，短时间内仍有生命，可做药理和生理研究的材料。胎盘含有丰富的和高效的营养物，所以不管是肉食或草食性的母兽，在分娩后都本能的把胎盘吞噬干净。从人类胎盘制备的胎盘血清蛋白、胎盘球蛋白是抢救病人的重要生物制品。干制的胎盘，在中药称为紫河车，为有名的滋补药物。