同期发情的生理机制是：
在母牛的发情周期中，按卵巢的形态和机能，可分为卵泡期和黄体期。在卵泡期卵泡可以得到迅速发育、成熟和排卵，母牛有发情表现。
排卵后，在卵巢的排卵部位形成黄体，便进入黄体期。在黄体形成和发育阶段，黄体能分泌孕酮，使血液中维持一定水平，从而对垂体促性腺激素的分泌有抑制作用，使母牛处于生理上的相当静止期，这时母牛没有发情表现。如果母牛未妊娠，由子宫分泌的前列腺素有溶黄体作用。经10余天的黄体即行退化，孕酮在血液中含量下降，从而导致卵泡期的开始。母牛又重新出现发情。
现行的同期发情技术主要有两种途径，都是通过控制黄体，降低孕酮水平从而导致卵泡同时发育，达到同期发情的目的。当给一群母牛施用某种激素，抑制其卵泡的生长发育，使其处于人为黄体期，经过一定时期停止用药，使卵巢机能恢复正常，可引起同一群母牛同期发情。相反也可利用性质完全不同的另一类激素，加速黄体退化，缩短黄体期，使卵泡期提前到来，导致母牛发情。
