对于宫内节育器为什么可以避孕，其原理尚不完全明了。一般认为，宫内节育器的避孕作用是多个环节共同完成的。宫内节育器在宫腔中是一种异物，本身就可以阻止受精卵着床。避孕环能引起子宫的非细菌感染性炎症反应，产生大量白细胞和吞噬细胞，这些炎性渗出物可以使细胞溶解，释放出胚胎毒性物质，从而不利于孕卵着床；吞噬细胞还可以吞噬精子，使进入输卵管的精子数目减少。还有理论认为，宫内节育器可以使子宫内膜组织合成并释放前列腺素，促进子宫收缩，同时可以改变输卵管的蠕动，使孕卵与子宫内膜的变化不同步，这些都有阻止孕卵着床的作用。
现在使用的许多避孕环中都含铜或孕酮，带铜的避孕环可以释放铜离子。体外试验中铜离子能够杀精子并抑制精子活动，但应用于人体后，其避孕作用为什么能提高，原理尚待研究。含孕酮的避孕环能释放孕激素，使子宫内膜过早地发生分泌反应，受精卵的发育与子宫内膜的变化也不能同步进行，从而达到阻止孕卵着床的目的。
