También conocida como la hormona lutropina, es producida por la hipófisis junto con las hormonas folículosestimulantes, que están en unos grupos de hormonas conocidas como gonadotropinas, y su función más importante en la mujer es ayudar en la reproducción femenina, pero en el hombre regula la testosterona. En el desarrollo de la mujer es muy importante, ya que regula el ciclo menstrual, produciendo andrógenos y estradiol en los ovarios, en conjunto con las funciones con las células tecales.
Durante la menstruación y tras la maduración del óvulo, impulsado por las hormonas folículoestimulantes, aumentan la secreción entre las 24 y 48 horas, provocando la expulsión del ovulo o la ovulación; así preparando al endometrio para recibir mayor cantidad de progesterona para la implantación del embrión, cuando se logra la fecundación del ovocito en el ovario. Al crearse una nueva vida, esta hormona será necesaria para las primeras dos a cuatro semanas de gestación el embrión, así manteniendo la función del cuerpo lúteo, para luego producir otras hormonas como la llamada hormona del embarazo; u hormona gonadotropina coriónica o hCG.
Todo este proceso se da en niveles normales de la luteinizante, pero si es elevada, causa trastornos en el organismo, en una pubertad prematura puede causar ovarios poliquísticos, como producir la menopausia prematura o la amenorrea, castración e insuficiencia testicular, síndrome de klinefelter, síndrome de Swyer o síndrome de Turner, entre otros. En los hombres se le disminuye la cantidad de los espermatozoides, así como trastornos alimenticios en caso de ambos sexos.