當囊胚著床後，細胞則分為胚胎細胞及滋養層細胞，滋養層細胞會不斷的複製並侵入子宮內膜基底蛻膜，首先打開子宮微血管，然後貫穿較大的血管。而絨毛持續的成長及分化時，胎兒血管即形成。
至懷孕第4週時，胎盤開始成為胚胎和母體間交換物質的主要途徑。胎盤血管由隔離狀態融合成網狀，建立起胚胎和絨毛膜、胚胎與卵黃囊之間的循環。在胎盤中進行著胎兒循環和母體循環。在胎兒循環方面，胎兒體內富含廢物的血液是經由二條臍動脤流到胎盤中絨毛的血管合集處，進行養分及廢物交換，而所得富含營養成份的血，再經由一條臍靜脤回流到胎兒。隨著懷孕週數的進展，絨毛膜上的絨毛呈樹狀分枝，以增加其吸收的表面積。
在懷孕末期，可於胎兒臍帶的位置聽見和緩的血流聲，即臍帶雜音(Funic Souffle)，其速率與胎兒心跳的速率相同。
在母體循環方面，充氧血由螺旋的動脤噴入(此力量是由母體動脤壓產生)，流入絨毛間腔；在血液流向絨毛膜板(Chorionic Pate)的過程中，血壓逐漸降低，血液即向兩側分散，並經由絨毛的微血管加強了新陳代謝的交換。動脤血液持續的流入，產生壓力，促使血液被排出。缺氧血的血液經由子宮內膜的周邊靜脤進入子宮靜脤和骨盆靜脤而至母體。在妊娠的最後一個月，可於恥骨聯合(Symphysis Pubis)上方聽見子宮雜音(Uterine Souffle)，其主要是因為血液流竹擴大的子宮動脤時流速增加所致，且其速率和母體的脤搏一樣。
胎盤母體面的胎盤葉可視為一個功能性的血管單位，每一個胎盤葉包含了許多胎盤主絨毛膜的分支，這些血管並藉由胎盤葉間的薄中隔和其它小葉分開。在胎盤內的母體血液和胎兒血液，可經由三層胎盤膜發生交換。這三層組織是：(1)第一層為滋養層，內含有胞滋養層及融合滋養層，在第5個月時，胞滋養層會漸消失；(2)第二層為結締組織；(3)第三層是由胎兒微血管中的內皮所組成。當絨毛繼續成熟，胎盤膜逐漸變薄，最後只剩下很薄的一層組織，以分離母體及胎兒的血液，此薄層即所謂胎盤障壁(Placental Barrier)，它是一半透性膜，僅有部份物質可經胎盤到達胎兒。
絨毛腔的血液循環主要是視母體的子宮螺旋動脤射出壓力，造成動靜脤之間產生壓力梯度。當螺旋動脤進入絨毛間腔時，其管徑是狹窄的，於是血壓上升，動脤間的壓力迫使血液進入絨毛間腔，使許多絨毛泡獲得充氧血；當壓力降低時，血液自絨毛膜板返回蛻膜，於此進入子宮內膜的靜脤。
