Pesquisas recentes trazem novos esclarecimentos sobre a forma em que o DIU previne a gravidez. Os estudos sugerem que o DIU impede que o espermatozóide fecunde os óvulos (437, 501, 544). Os dados atuais não apóiam a crença comum de que o DIU funciona, de modo geral, prevenindo a implantação (501).

Pesquisadores no Chile coletaram óvulos de 56 mulheres que usavam DIU e 115 mulheres que não usavam nenhum método anticoncepcional. A probabilidade dos pesquisadores de encontrar óvulos nas trompas de Falópio das usuárias de DIU, sobretudo as que usavam DIU de cobre, era significativamente inferior à das outras mulheres. Quatorze das usuárias de DIU e 20 das não-usuárias tiveram relações sexuais recentes, em torno da época da ovulação. Nenhum dos óvulos coletados nestas usuárias de DIU demonstrou sinais claros de fecundação e de desenvolvimento embriônico normal. Em contraste, metade dos óvulos coletados nas não-usuárias demonstrava tais sinais (478). Estes resultados são a prova mais clara até o momento de que o DIU funciona principalmente evitando a fecundação.

Os estudos que analisam a presença de gonadotropina coriônica humana (hCG), um hormônio segregado pelas células que envolvem o óvulo fecundado, também sugerem que, de modo geral, o DIU evita a fecundação (317, 416, 427). Este tipo de análise pode detectar a fecundação dentro de 7 a 10 dias de sua ocorrência, ou seja, bastante tempo antes de concluída a implantação do óvulo fecundado (106, 198, 437). Dois estudos realizados com mulheres que usavam principalmente o DIU de cobre constataram a presença do hCG, indicando fecundação em menos de 1% dos ciclos menstruais (317, 427).

O DIU de cobre afeta os óvulos e espermatozóides de várias maneiras. Eles estimulam uma reação inflamatória pronunciada ou reação à presença de corpos estranhos no útero. A concentração de vários tipos de leucócitos, prostaglandinas e enzimas nos fluidos uterinos e tubáricos aumenta marcantemente (174, 243, 264, 312, 322, 437), especialmente com o DIU de cobre (235). Estas mudanças podem interferir com o transporte de espermatozóides no trato genital, danificando tanto os espermatozóides como os óvulos e impossibilitando a fecundação (260, 437). Na maioria dos estudos, constata-se que as usuárias de DIU têm menos espermatozóides nas trompas de Falópio – onde, supostamente, ocorre a fecundação – do que as não usuárias (12, 193, 312, 386). É provável que muitos espermatozóides sejam consumidos no útero por vários tipos de leucócitos (312). Outros podem ficar danificados e impossibilitados de entrar nas trompas de Falópio (260). Assim, apesar de não conhecermos exatamente o mecanismo de ação do DIU de cobre, o mais provável é que sua ação altere a função ou sobrevivência dos espermatozóides e óvulos antes que eles se encontrem (501). Em contraste, o DIU LNG-20, apesar de também evitar a união do espermatozóide e óvulo, tem um modo de ação primordialmente hormonal, provavelmente tornando mais espesso o muco cervical e, assim, impedindo o espermatozóide de atravessá-lo (610).