Окситоцин оказывает стимулирующее действие на гладкую мускулатуру матки, повышает сократительную активность и, в меньшей степени, тонус миометрия. В малых концентрациях окситоцин увеличивает частоту и амплитуду сокращений матки, в больших концентрациях способствует повышению тонуса матки, учащению и усилению её сокращений (вплоть до тетанических сокращений или развития тонической контрактуры матки). Окситоцин содействует сокращению шейки матки перед родами и в течение второго и третьего периода схваток. Выделение окситоцина во время грудного вскармливания производит умеренные, но часто болезненные сокращения во время первых недель лактации. Это служит для свертывания крови в креплении плаценты в матке. Хотя у лабораторных мышей, лишенных рецепторов окситоцина, репродуктивное поведение и роды нормальные. Окситоцин применяют после гинекологических операций для остановки маточного кровотечения.
Влияние окситоцина на сексуальное поведение человека не выяснено. По крайней мере два исследования обнаружили увеличение в лимфе окситоцина при оргазме, как у мужчины, так и у женщины. Уровень окситоцина в лимфе заметно возрастает при оргазме во время автостимуляции и становится выше обычного через пять минут после самовозбуждения
. Измерения уровня окситоцина в сыворотке крови у женщин до и после сексуального возбуждения подтвердили, что окситоцин играет важную роль в сексуальном возбуждении. Это же исследование подтвердило, что возбуждение половых путей привело к мгновенному увеличению окситоцина после оргазма. Значительное количество исследований было посвящено исследованию сексуального возбуждения у мужчин и женщин. Многие ученые считают, что женщины испытывают более глубокие оргазмы, чем мужчины, так как имеют более сложную репродуктивную, эндокринную систему с четко определенными циклами, как менструация, лактация, менопауза и беременность. Эти циклы позволяют оценить изменения гормонов, связанных с сексуальным возбуждением. Однако известные сексологи получили данные об отсутствии разницы в продолжительности и свойствах оргазма у мужчин и у женщин. Таким образом, возможно, непропорционально большее количество исследований, посвященных сексуальному возбуждению у женщин, предполагает ложный, присущий обществу взгляд на женский оргазм как на нечто таинственное и исключительное по отношению к мужскому оргазму.
Окситоцин вызывает чувство удовлетворения, снижения тревоги и чувство спокойствия рядом с партнером. Многие исследования доказали связь окситоцина в человеческих отношениях, повышении доверия и уменьшения страха. Это позволило предположить, что окситоцин может влиять на области мозга, ответственные за поведение, страх и тревогу.