Livmodern är ett tjockväggigt, päronformat organ som mäter sju centimeter i längd och väger 30 gram hos en ogravid kvinna i tonåren. Det har en knappliknande nedre ände, livmoderhalsen, som övergår i den bulliga större delen, kallad corpus. Korpus utgör ungefär tre fjärdedelar av livmodern. Det finns ett platt, triangelformat hålrum i livmodern. Vid terminen är livmodern en stor, tunnväggig, ihålig, elastisk, vätskefylld cylinder som mäter cirka 30 centimeter i längd och väger cirka 1 200 gram (2.6 pund) och har en kapacitet på 4 000 till 5 000 milliliter (4,2 till 5,3 quart).
Den större storleken på livmodern till följd av graviditet beror på en markant ökning av antalet muskelfibrer, blodkärl, nerver och lymfkärl i livmoderväggen. Det sker också en fem- till tiofaldig ökning av de enskilda muskelfibrernas storlek och en markant utvidgning av blod- och lymfkärlens diametrar.
Under de första veckorna av graviditeten är livmoderns form oförändrad, men organet blir successivt mjukare. Vid den 14:e veckan bildar det en tillplattad eller oblat sfäroid. Den fibrösa livmoderhalsen blir anmärkningsvärt mjukare och får en skyddande slempropp i sitt hålrum, men i övrigt förändras den föga före förlossningen. Den nedre delen av kroppen, isthmus, blir först långsträckt och sedan, när livmoderinnehållet kräver mer utrymme, sträcker den sig och vecklar ut sig för att bilda en skålformad formation som kallas det nedre livmodersegmentet. Livmoderhalsens fibrösa natur gör att den står emot denna utvikning.
Uterusväggen sträcks och tunnas ut under graviditeten av det växande konceptus, som hela produkten av befruktningen kallas, och av den vätska som omger den. Vid terminen omvandlar denna process livmodern till en elastisk, vätskefylld cylinder. Det är först i slutet av graviditeten som livmoderhalsen gradvis blir tunnare och mjukare; under förlossningen vidgas den för att barnet ska kunna passera.
När graviditeten fortskrider stiger livmodern upp ur bäckenet och fyller bukhålan. Det är topptungt nära terminen så att det faller framåt och, på grund av den stora tarmen på vänster sida, roterar till höger. Den trycker på diafragman och skjuter de andra organen åt sidan. Livmodern kan sjunka nedåt i bäckenet flera veckor före terminen i en process som kallas lättnad eller droppning. Detta sker när fosterhuvudet sjunker ner i bäckenet. Hos vissa kvinnor, särskilt de som har fött barn, inträffar inte lättnaden förrän förlossningen börjar. Lättnad kan vara omöjlig hos kvinnor som har ett onormalt litet bäcken, ett överdimensionerat foster eller ett foster som ligger i ett onormalt läge.
Under en kort tid efter befruktningen ligger konceptus, en liten bubbelliknande struktur som kallas blastocyst, obefäst i livmoderhålan. De celler som kommer att bli embryot (embryonskivan) bildar ett förtjockat lager på ena sidan av bubblan. På andra håll består bubblans väggar av ett enda lager celler; dessa celler är trophoblasten, som har en särskild förmåga att fästa vid och invadera livmoderväggen. Trophoblasten spelar en viktig roll senare i utvecklingen av moderkakan eller efter födseln. Konceptus får kontakt med livmoderslemhinnan ungefär den femte eller sjätte dagen efter befruktningen. Efter kontakten kollapsar blastocysten och bildar en rundad skiva med den embryonala massan på ytan och trophoblasten mot endometriet (livmoderslemhinnan). Den del av trophoblasten som är i kontakt med endometriet växer in i och invaderar den maternella vävnaden. Den samtidiga upplösningen av endometriet gör det möjligt för konceptus att sjunka ner i livmoderslemhinnan.
Snart är hela blastocysten begravd i endometriet. Proliferation av trophoblasten över den del av den kollapsade bubblan som ligger mittemot embryot är en del av implantationsproceduren som hjälper till att täcka blastocysten. Efter några dagar bildas ett hålrum som har samma förhållande till den embryonala skivan som blastocysthålan tidigare hade; detta hålrum kommer att bli den vätskefyllda chorionhålan som innehåller embryot. I slutändan kommer den att innehålla fostervattnet som omger fostret, fostret självt och navelsträngen.
Kroppstjälken, som kommer att bli navelsträngen, börjar sedan separera embryot från syncytiotrophoblasten, trofoblastens yttre skikt som ligger mot livmoderslemhinnan; trofoblastens inre foder kallas cytotrophoblast. När syncytiotrophoblasten avancerar in i livmoderslemhinnan omger den små grenar av livmoderartärerna som innehåller moderblod. Erosion av endometriet om dessa blodsinjer gör att de kan öppna sig i de små hålrummen i trophoblasten. Cytotrophoblasten, som kantar håligheten, bildar fingrar av prolifererande celler som sträcker sig in i syncytiotrophoblasten. När moderkakan har utvecklats kommer dessa fingrar att utgöra kärnorna i de rotliknande placentavillerna, strukturer som kommer att hämta näring och syre från moderblodet som badar dem. Detta är det första steget i den uteroplacentala cirkulationen, som förser fostret med all den näring som behövs för liv och tillväxt och avlägsnar avfallsprodukter från det. Under den tredje graviditetsveckan bildar syncytiotrophoblasten ett enda lager av celler som täcker de växande villorna och fodrar de syncytiella lakanerna eller de små hålrummen mellan villorna. Konceptus är begravd i endometriet, och hela dess yta är vid denna tidpunkt täckt av de växande villi. Större delen av den chorioniska väggen är nu cytotrophoblast. Fingrar av cytotrophoblast i form av cellmassor sträcker sig in i syncytialskiktet. Strax därefter växer ett lager bindväv, eller mesoderm, in i villi, som nu bildar förgreningar när de sprider sig ut i de blodfyllda utrymmena i endometriet i anslutning till conceptus.
I slutet av den tredje veckan är de chorionvilli som bildar den yttre ytan av chorionsäcken täckta av ett tjockt lager cytotrophoblast och har en bindvävskärna inom vilken embryonala blodkärl börjar utvecklas. Kärlen, som uppstår från gulesäcken, ansluter till det primitiva kärlsystemet i embryot. I takt med att tillväxten fortskrider börjar lagret av cytotrophoblast att regrediera. Det försvinner vid den femte graviditetsmånaden.
Det endometriumskikt som ligger närmast det inträngande konceptet bildar, med rester av den invaderande syncytiotrophoblasten, en tunn cellplatta som kallas decidua basalis, den maternella komponenten av den mogna moderkakan; den kastas av när moderkakan stöts ut. Den fosterlika delen av moderkakan – villi och de blodkärl som ingår i dem – skiljs från decidua basalis genom en lakeliknande kropp av flytande blod. Denna pool skapades genom att de intervillösa utrymmena sammanfogades. De intervillösa utrymmena bildades i sin tur av de syncytiella lakanerna i det unga konceptet. Moderblodet kommer in i denna blodmassa från livmoderartärernas grenar. Poolen dräneras av livmodervenerna. Den är så kvävd av blandade villi och deras grenar att dess kontinuitet går förlorad vid en grov inspektion.
Chorionhålan innehåller den vätska i vilken embryot flyter. När dess skal eller yttre yta blir större blir decidua capsularis, som är den del av endometriet som har vuxit över den sida av conceptus som ligger bort från embryot (dvs. den abembryonala sidan) efter implantationen, tunnare. Efter cirka 12 veckor försvinner villien på denna sida, som är den sida som är riktad mot livmoderhålan, och lämnar kvar den släta chorion, som nu kallas chorion laeve. Chorion frondosum är den del av konceptus som bildas när villien växer sig större på den sida av chorionskalet som ligger närmast livmoderväggen. Den diskusformade moderkakan utvecklas från chorion frondosum och decidua basalis.
När barnet föds är den normala moderkakan en skivformad struktur med en diameter på cirka 16-20 centimeter, en tjocklek på tre eller fyra centimeter vid den tjockaste delen och en vikt på mellan 500 och 1 000 gram. Den är tunnare vid sina marginaler, där den förenas med det membranliknande chorion som breder ut sig över hela livmoderns inre yta och innehåller fostret och fostervattnet. Amnion, som är ett tunnare membran, sitter fast vid och täcker chorionets inre yta. Den inre eller fetala ytan av moderkakan är glänsande, slät och genomkorsad av ett antal förgrenade fetala blodkärl som samlas vid den punkt – vanligen i mitten av moderkakan – där navelsträngen fäster. Moderkakans eller livmoderns sida, som är täckt av den tunna, flagnande decidua basalis, en avgjord del av livmoderslemhinnan, är grov och purpurröd och har ett rått utseende. När moderkakan skärs upp på tvären ser man att dess insida består av en mjuk, krälliknande eller svampig matris från vilken halvfast eller koagulerat blod, som fastnat när den separerats från den livmodervägg som den fästs vid, kan pressas ut. En noggrann undersökning visar att villi och deras grenar bildar en trädliknande massa i den enorma blodsjön i det intervillösa utrymmet. Förankringsvilli sträcker sig utåt från fostersidan och smälter samman med decidua basalis för att hålla organets form. Andra, algliknande, flyter fritt i blodsjön. Delande partitioner, som bildas av trophoblastskalet, sticker ut i det intervillösa utrymmet från den deciduala sidan. De delar upp moderkakan i 15 eller 20 avdelningar, som kallas kotyledoner.
Maternellt blod strömmar från livmoderkärlen in i den trophoblastklädda intervillösa blodsjön. Inom varje villus finns ett blodkärlsnätverk som är en del av fostrets cirkulationssystem. Blodet i villakärlet cirkuleras av fosterhjärtat. Blodkärlsväggen, bindväven i villuskärnan och den syncytiotrophoblast som täcker villus ligger mellan fostrets och moderns blodflöde. Detta kallas placentabarriären. När graviditeten fortskrider blir fostrets blodkärl större, bindväven sträcker sig över dem och det syncytiotrophoblastiska lagret blir fragmentariskt. Som ett resultat av detta blir placentabarriären mycket tunnare. Normalt sett passerar inte blodkroppar och bakterier igenom den, men näringsämnen, vatten, salt, virus, hormoner och många andra ämnen, inklusive många läkemedel, kan filtreras genom den.