Quando o trofoblasto do óvulo fertilizado se forma (dia 6 após a fertilização), começa a segregar quantidades vestigiais de HCG, que podem ser detectadas no sangue materno 10 dias após a fertilização. Os níveis séricos de β-hCG aumentam de 5 a 50 UI/L no espaço de 1 semana após a implantação do óvulo fertilizado e aproximadamente 100 UI/L 14 dias após a ovulação. Durante as primeiras 6 semanas de gravidez normal, os níveis de HCG duplicam em aproximadamente 36 a 48 horas. Após 6 semanas de gravidez, quando os níveis de HCG atingem 6.000 a 10.000 UI/L, a subida do HCG começa a abrandar. O HCG atinge um pico de cerca de 100 000 a 200 000 UI/L entre a 8ª e a 10ª semana de gravidez e continua a diminuir rapidamente após as 10 semanas (cerca de 1 a 2 semanas), atingindo um valor mínimo por volta das 20 semanas de gravidez e continuando até ao parto; diminui significativamente após o parto e atinge um nível normal cerca de 2 semanas após o parto, se não houver resíduos placentários. Nas gravidezes intermédias e tardias, a concentração sanguínea de HCG é de cerca de 10% do pico. Em abortos espontâneos e gravidezes ectópicas, os níveis de hCG são normalmente baixos. Os níveis de HCG no soro materno são anormalmente elevados em gravidezes múltiplas, gravidezes únicas com hemólise por incompatibilidade de Rh, gravidezes ou corioamnionite. Os níveis séricos maternos de HCG livre também se encontram anormalmente elevados a meio da gestação em fetos com síndrome de Down, pelo que a HCG pode ser utilizada como marcador bioquímico sérico para o rastreio pré-natal. No início da gravidez, a HCG aumenta rapidamente, com um tempo de duplicação de aproximadamente 1,4 a 2,2 dias. É geralmente aceite que, numa gravidez intra-uterina normal, os níveis séricos de β-hCG aumentam, no mínimo, 24% por dia e, no mínimo, 53% em 2 dias. Por conseguinte, os níveis de β-hCG podem ser medidos dinamicamente no início da gravidez e o prognóstico pode ser avaliado utilizando as características de multiplicação. Quando o nível inicial de HCG é inferior a 2000 UI/L, a maioria dos níveis de HCG multiplica-se às 48 horas, se a gravidez for normal no útero; se o aumento do nível de HCG às 48 horas for inferior a 50% e o nível de HCG ainda não atingir 2000 UI/L, isto indica morte embrionária. Normalmente, no aborto espontâneo completo, o nível de HCG diminui significativamente (diminuição de mais de 50% do nível de HCG em 48 horas). No caso das gravidas, o trofoblasto é altamente proliferativo, produzindo grandes quantidades de HCG, e os títulos séricos de HCG são geralmente mais elevados do que os valores normais de gravidez na semana de gestação correspondente; e continuam a aumentar consistentemente à medida que o útero aumenta após 12 semanas de menopausa, com HCG acima de 10.000 UI/L, muitas vezes excedendo 100.000 UI/L, e continuam sem diminuir, utilizando esta diferença como auxílio ao diagnóstico. Em circunstâncias normais, após a evacuação da gravida, o HCG diminui de forma constante, sendo o tempo médio para a primeira descida ao normal de aproximadamente 9 semanas e até 14 semanas. O diagnóstico de neoplasia trofoblástica pode ser feito combinando a apresentação clínica com um nível de HCG persistentemente elevado mais de 9 semanas após a evacuação da gravida, ou mais de 4 semanas após um aborto espontâneo, um parto de termo ou uma gravidez ectópica, ou se o nível de HCG tiver descido uma vez e depois voltado a subir, excluindo material gestacional residual ou uma segunda gravidez. Se o nível de HCG duplicar normalmente, quando o nível de HCG atingir 1000-1800 UI/L, a ecografia vaginal pode mostrar a maioria das gravidezes intra-uterinas, com áreas escuras líquidas de 2-4 mm (sacos gestacionais) visíveis na cavidade uterina. 1800-2300 UI/L de β-hCG podem mostrar 100% de sacos gestacionais intra-uterinos na ecografia transvaginal. O rácio β-hCG (β-hCG 48h:0h) < 0,87 (ou diminuição do β-hCG >13%) tem uma sensibilidade de 92,7% e uma especificidade de 96,7% para prever o insucesso da gravidez. O rácio β-hCG >2 tem uma sensibilidade de 77,2% e uma especificidade de 95,8% para prever uma gravidez não localizada que termina numa gravidez intra-uterina viva, VPP 86,6% e VPN 90,9%. Nos dias 16-18 após a inseminação, se o nível de HCG puder atingir 300 UI/mL, a probabilidade de obter um feto vivo é de 88%; se o nível de HCG for <300 UI/mL, a probabilidade de obter um feto vivo é reduzida para 22%. Nas gravidezes ectópicas, os valores de HCG são normalmente mais baixos do que nas gravidezes normais. Se não houver hemorragia vaginal, se a HCG aumentar menos de 50% em 48 horas, ou se a HCG sanguínea diminuir lentamente com uma semi-vida de >1,4 dias, o risco de gravidez ectópica aumenta; se a β-HCG for >2000 UI/L e não for detectado saco gestacional na cavidade uterina por ecografia vaginal, a gravidez ectópica é mais frequentemente diagnosticada. A presença de HCG na ausência de gravidez indica a presença de tumores que segregam esta hormona direta ou ectopicamente, tais como estafiloma, estafiloma erosivo, coriocarcinoma, teratoma imaturo do ovário, tumor de células assexuadas do ovário, adenocarcinoma do ovário, coriocarcinoma hipotalâmico, tumor embrionário hepático, cancro do fígado, cancro do intestino, cancro do pâncreas, cancro gástrico, cancro do pulmão, cancro da mama, cancro do rim, etc.