宫内节育器的避孕原理较复杂，其主要作用是改变了受精卵着床的微环境，使子宫内的微环境不利于受精卵着床发育。宫内节育器作为置入体内的异物，致使机体产生应激反应，使子宫内膜表层血管增生，白细胞和淋巴细胞浸润并产至大量吞噬细胞，这种炎性子宫内膜不利于受精卵着床，同时吞噬细胞吞噬宫腔内的精子，溶解受精卵，从而达到避孕的目的。
宫内节育器同时刺激子宫内膜产生前列腺素，前列腺素促使平滑肌蠕动，致使输卵管和子宫平滑肌收缩增多增强，不利于受精卵的发育和着床。有些节育器能释放孕激素，使子宫内膜的变化不利受精卵着床，同时使宫颈粘液变粘稠，不利于精子穿过宫颈口。
还有些节育器释放铜离子，铜离子具有杀伤精子的作用，同时能影响子宫内膜酶的活性，改变宫腔的内环境，致使受精卵不能着床。