紧急避孕药的最佳服用时间是在无保护性行为后72小时内，超过72小时再服用，避孕效果会明显降低，但并非完全无效。
紧急避孕药主要通过抑制排卵、阻止受精、干扰受精卵着床等机制达到避孕目的，药物中的激素成分（如左炔诺孕酮或米非司酮）能够调节女性体内的激素水平，影响卵巢的排卵功能，使卵子无法正常排出，从而减少受孕机会。同时，还能改变宫颈黏液的性状，使其变得黏稠，阻碍精子进入子宫；改变子宫内膜的环境，使其不利于受精卵着床。
然而，这些作用的发挥与服药时间密切相关。在无保护性行为后的72小时内，女性可能尚未排卵或受精卵还未完成着床，此时服用紧急避孕药能够有效发挥作用。但超过72小时后，一方面卵巢可能已经排卵，精子与卵子有可能已经结合形成受精卵；另一方面，受精卵可能已经在向子宫移动并准备着床，紧急避孕药对已经形成的受精卵影响较小，难以阻止其着床，所以避孕成功率会大幅下降。
有研究表明，超过72小时服用，避孕失败率可高达50%以上。但仍有少数情况下，药物可能对受精卵着床产生微弱干扰，起到一定避孕效果。
