A progesterona inibe a liberação do hormônio folículo-estimulante e, desse modo, o desenvolvimento do folículo; o estrógeno inibe a liberação do hormônio luteinizante e, assim, a ovulação, e estimula a produção de um muco cervical inóspito para o esperma; juntos, esses hormônios mantêm o endométrio inapto para a implantação.

Existe um risco aumentado de tromboembolia com pílulas de terceira geração, especialmente em mulheres com fatores de risco adicionais (por exemplo, fumantes) e com uso prolongado.

Apesar de evitar a gravidez, as pílulas combinadas podem causar anemia por deficiência de ferro e a fibrose uterina e os cistos funcionais dos ovários.

Em usuárias de preparações contendo desogestrel ou gestodeno, a incidência de doença tromboembólica é cerca de 15 por 100.000 usuários por mês, o que é ainda um risco pouco elevado, comparado com o risco de tromboembolismo na gravidez indesejada.

O tratamento com pílula contraceptiva oral minipílula acarreta o aumento no angiotensinogênio circulante e desaparece quando o tratamento é suspenso.