绒毛膜由滋养层和衬于其内面的胚外中胚层组成，因其表面形成许多绒毛而得名。绒毛的主干称为绒毛干，绒毛干的分支称为绒毛。绒毛干的发育分三个阶段，分别称为初级绒毛干、次级绒毛干和三级绒毛干。初级绒毛干仅由表面的合体滋养层和中心的细胞滋养层构成。由于胚外中胚层的伸入，次级绒毛干则由合体滋养层、细细滋养层和中轴的胚外中胚层构成。
一旦中轴的胚外中胚层分化形成血管，次级绒毛千即改称为三级绒毛干。绒毛干未端的细胞滋养层细胞穿出合体滋养层，在蜕膜中形成一层细胞滋养层壳，使绒毛膜与蜕膜牢固相连。植入完成后，出现于合体滋养层内的滋养层陷窝相互融合、扩大，成为位于绒毛干之间的绒毛间隙，其中充满母血，绒毛即浸浴其中。胚胎早期绒毛膜各处的绒毛均匀分布。
后来，伸入包蜕膜内的绒毛因营养匮乏而退化、消失，这部分绒毛膜即称为平滑绒毛膜；而与基蜕膜相连的部分则因绒毛粗大、茂密而称为丛密绒毛膜。从密绒毛膜将与基蜕膜共同形成胎盘。