Oestrogeen is het dominante vrouwelijke geslachtshormoon en is essentieel bij de ontwikkeling van vrouwelijke eigenschappen. Het kan ook bij mannen worden gevonden, maar in kleinere hoeveelheden. Oestrogeen bestaat uit 3 verschillende vormen: oestron, oestradiol en oestriol.

Oestradiol is het belangrijkste oestrogeen. Het wordt gemaakt uit de steroïdhormonen testosteron en androgenen en is het meest aanwezig tijdens de vruchtbare levensfase. Oestradiol is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de uiterlijke vrouwelijke geslachtskenmerken (borstvorming, vrouwelijke vetverdeling). Samen met progesteron zorgt het in elke menstruatiecyclus, voor de ontwikkeling en rijping van de baarmoederwand, zodat een eventuele bevruchte eicel kan innestelen. Daarnaast heeft het een regulerende functie heeft in het centrale zenuwstelsel, cardiovasculaire systeem en botmetabolisme. Het is noodzakelijk voor het in stand houden van gezonde en sterke botten. Botgroei en botstructuur zijn zowel bij vrouwen als bij mannen afhankelijk van oestradiol.
Uit onderzoek is gebleken dat oestradiol en het schildklierhormoon T4 mogelijk een beschermend effect hebben op DNA-schade in sperma. Geslachtshormonen, met name oestradiol en progesteron, blijken een rol te spelen bij de pijnperceptie.
De waarde van oestradiol is bij vrouwen afhankelijk van de menstruele cyclus en de leeftijd. Let op bij gebruik van hormoonvervangende middelen, deze maken de uitslag van het onderzoek onbetrouwbaar.