月经周期中，子宫内膜的变化是在卵巢激素作用下而形成的，而卵巢的活动又受到下丘脑-腺垂体的控制。血中卵巢激素水平升高时，又可反馈地影响下丘脑-腺垂体促性腺素的分泌活动，进而保证卵巢活动及月经周期的过程。下丘脑还接受神经系统其他部位的信息，而影响此轴的功能。其过程简述如下：
在卵泡期开始时，由于血中雌激素与孕激素处于低水平，对垂体促性腺激素分泌的反馈抑制解除，垂体释放FSH和LH增加，血中FSH含量升高，随着LH也升高。在FSH作用下，卵泡颗粒细胞增长，并在LH的共同作用下，产生雌激素，分泌到卵泡液和血液中。雌激素作用于子宫内膜出现增殖期。在排卵前约一周，血中雌激素水平明显升高，与此同时，血中FSH下降，而LH有开始稳步上升趋势。在排卵前一天左右，血中雌激素达到高峰，在其作用下，下丘脑促性腺释放激素（GnRH）神经元释放GnRH，进而刺激腺垂体分泌LH与FSH，以LH分泌最明显，形成LH高峰。若预先用抗雌激素血清处理以中和雌激素，LH高峰即不出现，这种促进LH大量的分泌作用，是雌激素的正反馈作用。在LH作用下，大约12小时后，成熟卵泡出现排卵（图14-3）。如果抑制LH高峰，则卵虽然成熟而不能排出。
卵泡排出卵细胞后变为黄体。在LH的作用下，黄体细胞分泌大量孕激素与雌激素这对子宫内膜因受孕激素和雌激素的作用而进入分泌期，为受精卵着床做好准备。若未受孕，血中高水平的雌激素和孕激素可反馈地抑制下丘脑及腺垂体，使GnRH分泌减少，血中FSH和LH浓度下降，黄体萎缩，孕激素和雌激素在血中浓度突然大幅度下降。目前认为这将引起前列腺素的释放，特别是PGF2a，可致子宫内膜血管痉挛收缩，随后出现组织坏死，子宫内膜剥离、脱落而流血，即为月经。血中雌激素和孕激素浓度下降，又解除对FSH和LH分泌的反馈抑制，致使FSH和LH分泌增加进而重复下一个月经周期（图14-3）。避孕药的一种作用机制就是抑制排卵，但还要维持正常月经周期。
