Během několika prvních hodin po vypuzení vajíčka z folikulu se zbývající buňky granulózy a theca interna rychle mění na luteální buňky. Zvětšují svůj průměr dvakrát i vícekrát a vyplňují se lipidovými inkluzemi, které jim dodávají nažloutlý vzhled.
Tento proces se nazývá luteinizace a celková masa buněk dohromady se nazývá žluté tělísko. Do žlutého tělíska také prorůstá dobře vyvinuté cévní zásobení.
V granulózních buňkách žlutého tělíska se vyvíjejí rozsáhlé intracelulární hladké endoplazmatické retikuly, které tvoří velké množství ženských pohlavních hormonů progesteronu a estrogenu (během luteální fáze více progesteronu než estrogenu). V buňkách theca se tvoří především androgeny androstendion a testosteron, nikoli ženské pohlavní hormony. Většina těchto hormonů je však také přeměňována enzymem aromatáza v granulózních buňkách na estrogeny, tedy ženské hormony.
Žluté tělísko normálně dorůstá do průměru asi 1,5 cm a této fáze vývoje dosahuje 7 až 8 dní po ovulaci. Poté začíná involvovat a nakonec asi 12 dní po ovulaci ztrácí svou sekreční funkci a svou nažloutlou, lipidovou charakteristiku a stává se z něj bílé tělísko; během několika následujících týdnů je nahrazeno vazivovou tkání a v průběhu měsíců se vstřebává.