O ciclo menstrual é regulado pela interação complexa dos hormônios: hormônio luteinizante, hormônio folículo-estimulante e os hormônios sexuais femininos estrogênio e progesterona.

O ciclo menstrual tem três fases:

Folicular (antes da liberação do óvulo)

Ovulatória (liberação do óvulo)

Lútea (depois da liberação do óvulo)

O ciclo menstrual começa com sangramento menstrual (menstruação), que marca o primeiro dia da fase folicular.

No início da fase folicular, a concentração de estrogênio e de progesterona está baixa. Assim, as camadas superiores do revestimento uterino (endométrio) espesso se rompem e derramam, dando início ao sangramento menstrual. Nesse período, a concentração do hormônio folículo-estimulante aumenta levemente, estimulando o desenvolvimento de vários folículos nos ovários. Cada folículo contém um óvulo. Posteriormente durante esta fase, conforme a concentração do hormônio folículo-estimulante diminui, somente um folículo continua a se desenvolver. Este folículo produz estrogênio. À medida que a fase folicular avança, os níveis crescentes de estrogênio fazem com que o revestimento do útero fique mais espesso.

A fase ovulatória começa com um surto na concentração do hormônio luteinizante e do hormônio folículo-estimulante. O hormônio luteinizante estimula a liberação do óvulo (ovulação), o que normalmente ocorre de 32 a 36 horas após o início do surto. O pico da concentração de estrogênio ocorre durante o surto e a concentração de progesterona começa a aumentar.

Durante a fase lútea, ocorre uma redução na concentração do hormônio luteinizante e do hormônio folículo-estimulante. O folículo rompido se fecha após a liberação do óvulo e forma um corpo lúteo, que produz progesterona. Durante a maior parte dessa fase, a concentração de estrogênio é alta. A progesterona e o estrogênio fazem com que o revestimento do útero fique mais espesso e, com isso, se prepare para uma possível fecundação. Se o óvulo não for fecundado, o corpo lúteo se degenera e já não produz mais progesterona, a concentração de estrogênio diminui, as camadas superiores do revestimento se rompem e são derramadas e ocorre o sangramento menstrual (o início de um novo ciclo menstrual).