Normalmente, as mulheres experimentam mudanças significativas nos níveis de hormônios durante a menstruação. Nesse momento, as mulheres geralmente experimentam uma queda nos níveis de estrogênio, que é o principal hormônio sexual feminino, e progesterona, um hormônio importante tanto na menstruação quanto na gravidez. Durante a menstruação, o hormônio liberador de gonadotrofinas é produzido, o que estimula a liberação do hormônio estimulador do folículo. A liberação desse hormônio atua nos ovários da mulher para iniciar o processo de produção de um óvulo que pode ser fertilizado após a ovulação.
Os hormônios estrogênio e progesterona estão presentes em níveis variáveis durante o ciclo menstrual da mulher. Eles geralmente estão nos níveis mais baixos quando a mulher está menstruada, entretanto. Isso se deve ao fato de que o estrogênio e a progesterona desempenham papéis críticos no desenvolvimento do revestimento uterino que é eliminado durante a menstruação. A queda nos níveis desses hormônios ajuda a facilitar o início da menstruação.
Outro hormônio ativo durante a menstruação é o hormônio liberador de gonadotrofinas. Esse hormônio é produzido como resultado da estimulação da glândula hipotálamo, que está localizada na parte do cérebro da pessoa que controla não apenas seu comportamento, mas também suas emoções. Essa glândula também produz e libera vários hormônios que afetam a glândula pituitária, localizada na parte inferior do cérebro humano. Em particular, a glândula hipotálamo secreta o hormônio liberador de gonadotrofina durante o período menstrual, o que faz com que a hipófise secrete hormônios durante a menstruação.
A glândula pituitária libera hormônios estimuladores do folículo durante a menstruação. Esse hormônio inicia a fase em que os folículos do óvulo da mulher amadurecem. Eventualmente, esse hormônio também estimula o aumento dos níveis de estrogênio que leva a um aumento do hormônio luteinizante mais tarde no ciclo da mulher. Esse pico de hormônio luteinizante geralmente ocorre vários dias após o término da menstruação e estimula o estouro de um óvulo de um folículo. Este evento é conhecido como ovulação.
Freqüentemente, as mudanças nos hormônios durante a menstruação também marcam um período de mudança emocional. À medida que os níveis de estrogênio e progesterona caem levando à menstruação, muitas mulheres experimentam a síndrome pré-menstrual, que é marcada por alterações de humor, fadiga, mudanças no apetite e na libido e inchaço. Uma vez que o período menstrual começa, entretanto, muitas mulheres se sentem melhor do que durante a fase pré-menstrual. Freqüentemente, as mulheres se sentem mais em paz durante essa fase e têm menos flutuações emocionais. Essa sensação de calma pode resultar da normalização dos níveis de estrogênio e progesterona.