A petefészek egy csatornázatlan szaporítómirigy, amelyben a női nemi sejtek termelődnek. A nőstényeknek egy pár petefészkük van, amelyeket egy hártya tart a méh mellett, az alhas mindkét oldalán. A petefészek szükséges a szaporodáshoz, mivel a női ivarsejtek, vagyis a petesejtek termeléséért felelős.
A peteérés során egy tüsző (egy kis üreg a petefészekben) az agyalapi mirigy által felszabadított gonadotrop hormonok, a luteinizáló hormon és a tüszőstimuláló hormon stimulálása hatására kilöki a petesejtet. A tüsző többi része, a sárgatest, az ösztrogén és a progeszteron nemi hormonokat választja ki, amelyek szabályozzák a menstruációt és irányítják a nemi szervek fejlődését. A nemi hormonok és a gonadotrop hormonok egymással kölcsönhatásban szabályozzák a menstruációs ciklust.
Amikor a petesejt megérik, felszabadul, és a petevezetékben a méh felé halad. Ha a petesejtet a hímivarsejt, vagyis a spermium megtermékenyíti, megtörténik a fogamzás és megkezdődik a terhesség.
A petefészek általában szilárd és sima, és körülbelül mandulaméretű. A különböző szaporítószervi rákok közül a nőknél a petefészekrák a vezető halálozási ok.