Zazwyczaj kobiety doświadczają znacznych zmian poziomu hormonów podczas menstruacji. W tym czasie kobiety zwykle doświadczają spadku poziomu estrogenu, który jest głównym hormonem płciowym u kobiet, oraz progesteronu, hormonu ważnego zarówno podczas menstruacji, jak i ciąży. Podczas menstruacji wytwarzany jest hormon uwalniający gonadotropiny, który stymuluje uwalnianie hormonu folikulotropowego. Uwolnienie tego hormonu działa na jajniki kobiety, aby rozpocząć proces produkcji komórki jajowej, która może zostać zapłodniona po owulacji.
Hormony estrogenu i progesteronu są obecne na różnych poziomach podczas cyklu menstruacyjnego kobiety. Jednak zwykle są one na najniższym poziomie, gdy kobieta miesiączkuje. Wynika to z faktu, że estrogen i progesteron odgrywają kluczową rolę w rozwoju wyściółki macicy, która jest złuszczana podczas menstruacji. Spadek poziomu tych hormonów ułatwia początek miesiączki.
Innym hormonem aktywnym podczas menstruacji jest hormon uwalniający gonadotropiny. Hormon ten jest wytwarzany w wyniku stymulacji gruczołu podwzgórza, który znajduje się w części mózgu człowieka, która kontroluje nie tylko jej zachowanie, ale także emocje. Ten gruczoł wytwarza i uwalnia również różne hormony, które wpływają na przysadkę mózgową, która znajduje się w dolnej części ludzkiego mózgu. W szczególności podwzgórze wydziela hormon uwalniający gonadotropiny w okresie menstruacyjnym, co powoduje, że przysadka wydziela hormony podczas menstruacji.
Przysadka wydziela hormony stymulujące pęcherzyki podczas menstruacji. Hormon ten rozpoczyna fazę dojrzewania mieszków jajowych kobiety. Ostatecznie hormon ten stymuluje również wzrost poziomu estrogenu, który prowadzi do gwałtownego wzrostu hormonu luteinizującego w późniejszym cyklu kobiecym. Ten przypływ hormonu luteinizującego zwykle występuje kilka dni po zakończeniu miesiączki i stymuluje pęknięcie komórki jajowej z pęcherzyka. To zdarzenie jest określane jako owulacja.
Często zmiany hormonalne podczas menstruacji oznaczają również okres zmiany emocjonalnej. Ponieważ poziom estrogenu i progesteronu spada, prowadząc do menstruacji, wiele kobiet doświadcza zespołu napięcia przedmiesiączkowego, który charakteryzuje się wahaniami nastroju, zmęczeniem, zmianami apetytu i libido oraz wzdęciami. Jednak po rozpoczęciu miesiączki wiele kobiet czuje się lepiej niż w fazie przedmiesiączkowej. Często w tej fazie kobiety czują się bardziej spokojne i mają mniej wahań emocjonalnych. To uczucie spokoju może wynikać z normalizacji poziomu estrogenu i progesteronu.