在胎兒3-4個月時出現、發育、形成，到青春期時的處女膜形態和厚薄各一。其孔隙可呈輪狀、環狀、半月狀、篩狀等多種形態。它是位于陰道口、陰道前庭內的一層粘膜組織，呈一圈環形皺襞狀，寬約0.5厘米左右，中間有孔，以便月經血和分泌物流出。
處女膜是其他雌性動物所沒有而唯于人類女性所獨具，只有極少數女性天生沒有處女膜，也只有極少數女性處女膜上沒有孔隙，稱為石女。
處女膜作為外生殖器的一道屏障，從生理角度講，它是兩性生活的障礙，是阻止陰莖進入陰道的阻隔，這種阻隔單從生理反應看，它可能給女方帶來程度不同的痛苦的感受。有些婦女會因處女膜殘片的作用，造成長時間的性交痛。應該說，處女膜在性生活中的作用，對男方并沒有什么好處，對女方則會帶來一定的痛苦，處女膜對夫妻雙方都是不利的。
在性生活中，還可能對男女雙方的性生理和性心理構成威脅，如若遇到處女膜的頑強抵抗，使男方久攻不下，則男方因過于激動和緊張出現過快射精，如果男方因此而背上思想包袱，則有可能成為以后早泄的一個原因。
另外，如果女方心情緊張，男方過于急躁或粗魯，在初次性交的情況下，女方也有可能產生一定的疼痛，以致給女方留下濃重的心理陰影，使有些女方在婚后相當長的時間內形成性冷淡、陰道痙攣。所以，男女雙方的性功能障礙的出現與處女膜的存在不無關系。
人類社會發展到今天，大多數成熟女性的處女膜都將會因男女的結合而被破壞，只留下變形了的殘片。這樣從進化論的角度上看，處女膜似乎是一個多余的器官。然而，大自然另一個適者生存的原則又是到處適用的。用進廢退也是大自然一個重要的法則。處女膜既然對男女雙方的初夜性生活帶來不利影響， 且遲早要被弄破，為什么還要讓它存在呢？也即處女膜的作用是什么呢？
一些學者經探討以后提出了以下兩種假設：
1、保護女性生殖系統
這種學說認為，處女膜對女性的生殖系統乃至身體起著保護作用。它是一個保護自己，防止病邪入侵的屏障。處女膜守衛在陰道門口，它可以防止尿液液入陰道。上古女子是沒有衣裙的，她們至多在下身圍一塊獸皮，敞開的下身容易引起細菌的入侵。而少女的陰道壁比較薄，卵巢發育尚未充分，全靠處女膜這道屏 障，保護內生殖系統、保護女性的生育能力。還有的學者認為，在16-18歲以前，女性的身體沒有發育完全，處女膜也就十分肥厚，這是一種避免過早過性生活 的警戒裝置。
對女性來說，過早過性生活，容易因宮頸口反復的感染而導致宮頸癌。而且，過早開始性生活，對優生優育，也會帶來不利影響。處女膜恰恰起到了這樣一種預防的作用。
因為對男性來說，要與未成熟少女過性生活，難以克服尚很堅韌的處理膜防線。而對女性來說，過早的性生活，會給自己的肉體帶來相當大的痙。據醫學家調查，處女膜被抵破時，約2/3以上的會感到疼痛，并伴之出血。結婚越早，這種現象越明顯。
2、用以選擇男性中的強者
這種理論認為，處女膜的主要功能在于選擇男性中的強者，促使優良的精子進入體內受精。
在人類的原始社會時期，人類婚姻是比較自由和混亂的。沒有門當戶對的選擇，沒有年齡的束縛和限制。兩性結合的隨意性很大。處女膜的存在可以防止老年男性和性功能低下者對少女的占有。這可以減少或防止生育不太優化的后代，具有選擇強者的進化的意義。因為，年老者的性能力比較弱、性無能者大多也是體質較差或有病的人。性能力和體力之間有一定的相關性。處女膜的存在成了一道檢驗性能力的關卡。破關者是強狀的專利號，可以留下后代的基因，不能進入者往往是弱者，他們較少或沒有繁育后代的機會。這種優勝劣汰的自然法則，靠處女膜的檢驗來實現，也許是眾多方法之一吧。
這兩種理論似乎都有一定道理。那么大自然是出于這兩種原因中的哪一種呢？抑或是這兩種原因在共同起著作用？可是迄今為止，人類學上還沒有多少有力的證據證明這些理論，尤其是后者。或者大自然本身在進貨過程中還沒有徹底淘汰這一沒有多大意義的小薄膜。因此，有關處女膜的真正的作用之謎底，也許還要繼續探求和爭論下去。