Levonorgestrel引起雄性和雌性蟑螂编码黄体化激素β亚基（lhβ）的基因的mRNA表达显著上调,并抑制编码卵泡刺激素β亚基（fshβ）的基因的mRNA表达.Levonorgestrel下调长爪沙鼠的卵巢中卵泡刺激素受体、黄体生成素受体、卵巢雌激素受体β和孕激素受体的mRNA表达,以及子宫中ERα和PR的mRNA表达.

Levonorgestrel在静脉中,增加环状AMP的水平,并抑制PMA诱导的蛋白激酶C的活化。Levonorgestrel在大鼠黄体细胞,抑制oLH,dibutyryl-cAMP和孕烯醇酮诱导的孕酮分泌。Levonorgestrel抑制高钾（K（+））溶液或佛波醇肉豆蔻酸酯乙酸酯（PMA）在胞外钙（Ca（2+））存在和不存在时引起的收缩。Levonorgestrel通过抑制钙离子进入和蛋白激酶C活化导致内皮依赖性舒张通。Levonorgestrel对雌激素诱导的垂体增重和高催乳素血症的抑制被米非司酮减弱,而氟硝丁酰胺不能阻断Levonorgestrel的效果。