子宫内膜的厚度在月经周期的不同阶段存在差异，一般为1~10mm。
增殖期：为月经周期第5~14日，子宫内膜厚度一般为1~4mm，此期与卵巢周期中的卵泡期相对应。在雌激素作用下，内膜表面上皮、腺体、间质、血管均呈增殖性变化，称增殖期。
其中，在增殖早期（月经周期第5~7日）内膜薄，仅1~2mm；在增殖中期（月经周期第8~10日），内膜腺体数增多、伸长并稍有弯曲，内膜逐渐增厚；在增殖晚期（月经周期第11~14日），内膜进一步增厚，达3~4mm，表面高低不平，略呈被浪形。
分泌期：为月经周期第15~28日，子宫内膜厚度一般为5~10mm，但不会超过17mm，此期与卵巢周期中的黄体期相对应。黄体分泌的孕激素、雌激素使增殖期内膜继续增厚，腺体更增长弯曲，出现分泌现象；血管迅速增加，更加弯曲；间质疏松并水肿。此时内膜厚且松软，含有丰富的营养物质，有利于受精卵着床发育。
月经期：为月经周期第1~4日，子宫内膜厚度逐渐变薄，可从10mm快速下降至3~5mm左右。此期为子宫内膜海绵状功能层从基底层崩解脱落期，这是孕激素和雌激素撤退的最后结果，经前24小时，内膜螺旋动脉节律性收缩及舒张，继而出现逐渐加强的血管痉挛性收缩，导致远端血管壁及组织缺血坏死、剥脱，脱落的内膜碎片及血液一起从阴道流出，即月经来潮。
