W ciągu pierwszych kilku godzin po wydaleniu komórki jajowej z pęcherzyka, pozostałe komórki ziarniste i komórki theca interna zmieniają się gwałtownie w komórki luteinowe. Powiększają one swą średnicę dwa lub więcej razy i wypełniają się wtrętami lipidowymi, które nadają im żółtawy wygląd.
Proces ten nazywa się luteinizacją, a całkowita masa komórek razem wziętych nosi nazwę ciałka żółtego (corpus luteum). Dobrze rozwinięte zaopatrzenie naczyniowe również rośnie do corpus luteum.
Komórki ziarniste w corpus luteum rozwijają rozległe wewnątrzkomórkowe gładkie retikule endoplazmatyczne, które tworzą duże ilości żeńskich hormonów płciowych progesteronu i estrogenu (więcej progesteronu niż estrogenu w fazie lutealnej). W komórkach theca powstają głównie androgeny: androstenedion i testosteron, a nie żeńskie hormony płciowe. Jednakże większość z tych hormonów jest również przekształcana przez enzym aromatazę w komórkach ziarnistych w estrogeny, hormony żeńskie.
Ciałko żółte rośnie zwykle do około 1,5 centymetra średnicy, osiągając ten etap rozwoju 7 do 8 dni po owulacji. Następnie zaczyna się ono inwoluować i w końcu, około 12 dni po owulacji, traci swą funkcję wydzielniczą oraz żółtawe, lipidowe właściwości, stając się ciałem stałym (corpus albicans); w ciągu następnych kilku tygodni zostaje ono zastąpione przez tkankę łączną, a w ciągu kilku miesięcy ulega wchłonięciu.
.