Τα οιστρογόνα, η γυναικεία σεξουαλική ορμόνη, ποικίλλει ως προς τα φυσιολογικά επίπεδα. Όταν ελέγχονται, τα επίπεδα οιστρογόνων μετρώνται με βάση τα πικογραμμάρια ανά χιλιοστόλιτρο, που συντομεύονται ως pg/ml. Αυτά που οι γιατροί θεωρούν ως φυσιολογικά επίπεδα οιστρογόνων για μια γυναίκα αναπαραγωγικής ηλικίας και τα φυσιολογικά επίπεδα μιας γυναίκας μετά την εμμηνόπαυση ποικίλλουν. Ομοίως, τα επίπεδα οιστρογόνων κυμαίνονται ανάλογα με το πού βρίσκεται μια γυναίκα στον εμμηνορροϊκό της κύκλο. Τυπικά, η ποσότητα της οιστραδιόλης, της κυρίαρχης μορφής οιστρογόνου στα ανθρώπινα θηλυκά, κυμαίνεται μεταξύ 50-400 pg/ml για τις γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας και κάτω από 20 pg/ml για τις εμμηνοπαυσιακές και μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες.
Το γυναικείο σώμα παράγει στην πραγματικότητα τρεις διαφορετικούς τύπους οιστρογόνων: οιστρόνη, οιστραδιόλη και οιστριόλη. Η οιστραδιόλη είναι υπεύθυνη για το σήμα του σώματος να ξεκινήσει τη διαδικασία της ωορρηξίας, καθώς και σε άλλα στάδια του εμμηνορροϊκού κύκλου. Ως μία από τις τρεις μορφές οιστρογόνων, η οιστραδιόλη είναι η πιο σημαντική. Ο έλεγχος των επιπέδων οιστρογόνων τις περισσότερες φορές ισοδυναμεί με τον έλεγχο για οιστραδιόλη.
Σε γυναίκες τυπικής αναπαραγωγικής ηλικίας, το επίπεδο της οιστραδιόλης στο σώμα κυμαίνεται από μέρα σε μέρα, ακόμη και από ώρα σε ώρα. Το σώμα απελευθερώνει ορμόνες σε σύντομους παλμούς, με βάση πολυάριθμους φυσιολογικούς παράγοντες όπως τα στάδια του εμμηνορροϊκού κύκλου, τους περιβαλλοντικούς και διατροφικούς παράγοντες και την ηλικία. Εάν το σώμα μιας γυναίκας απελευθερώσει έναν παλμό ορμονών λίγο πριν από μια σειρά δοκιμών, τα αποτελέσματα θα έδειχναν φυσικά υψηλότερα επίπεδα, αν και όχι απαραίτητα αρκετά υψηλά ώστε να ταξινομηθούν ως ασυνήθιστα αυξημένα επίπεδα. Δεδομένου ότι τόσοι πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την ποσότητα των οιστρογόνων στο σύστημα μιας γυναίκας ανά πάσα στιγμή, το εύρος των αποτελεσμάτων των δοκιμών που θεωρείται εντός φυσιολογικού εύρους είναι ευνόητο ευρύ.
Για τις γυναίκες στην εμμηνόπαυση, τα φυσιολογικά επίπεδα οιστρογόνων συνήθως δεν κυμαίνονται τόσο πολύ όσο κατά τη διάρκεια των αναπαραγωγικών ετών. Δεδομένου ότι ο εμμηνορροϊκός κύκλος μιας γυναίκας σταματά μετά την εμμηνόπαυση, το σώμα απαιτεί λιγότερη οιστραδιόλη. Το σώμα δεν χρειάζεται πλέον να βασίζεται στις ορμόνες που κυκλοφορούν στο σώμα για να ενεργοποιήσει τον κύκλο της ωορρηξίας, επομένως τα επίπεδα των οιστρογόνων προφανώς πέφτουν ως απάντηση. Το ορμονικό σύστημα χρειάζεται μόνο να παράγει αρκετά οιστρογόνα για να διατηρήσει τις βασικές λειτουργίες του σώματος, με αποτέλεσμα πιο σταθερά, προβλέψιμα επίπεδα οιστρογόνων.
Τα σταθερά χαμηλότερα από τα κανονικά επίπεδα οιστρογόνων σε γυναίκες τυπικής αναπαραγωγικής ηλικίας μπορούν να σηματοδοτήσουν προβλήματα γονιμότητας και άλλα προβλήματα υγείας. Για παράδειγμα, χαμηλά επίπεδα οιστρογόνων εμφανίζονται σε ανορεξικές γυναίκες, αθλητές που υποβάλλονται σε ακραίες προπονητικές ρουτίνες, γυναίκες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών, καθώς και γυναίκες με πρόσφατη αποτυχημένη εγκυμοσύνη. Εναλλακτικά, τα αυξημένα επίπεδα οιστρογόνων μπορεί να σηματοδοτούν διαφορετικά προβλήματα υγείας, όπως όγκους των ωοθηκών ή των επινεφριδίων, τον διαβήτη, την παχυσαρκία και την υψηλή αρτηριακή πίεση. Φάρμακα όπως τα στεροειδή και η αμπικιλλίνη επηρεάζουν επίσης τα φυσιολογικά επίπεδα οιστρογόνων.