Juntamente com a hormona folículo-estimulante (FSH) da adenoipófise, o hormônio luteinizante é necessário para o desenvolvimento de um folículo maduro, que contenha um óvulo capaz de ser fertilizado. Tal hormônio é responsável também pela maturação dos espermatozoides nos tubos seminíferos, do óvulo e ovulação subseqüente, assim como mantém um corpo secretor de hormônio chamado corpo lúteo — formado no local de expulsão do óvulo —, o qual possibilita um suporte nos estágios iniciais da gravidez. Embora tanto o FSH quanto o LH sejam ambos necessários para a maturação do óvulo, apenas pequenas quantidades de LH são requeridas.

A exposição mínima ao LH necessária para a maturação satisfatória do óvulo é chamada de Limiar do LH. Muito pouco LH, abaixo do nível do limiar, pode levar amaturação inadequada dos óvulos. Por outro lado, pesquisas têm mostrado que a exposição excessiva ao LH também danifica a maturação do óvulo, sendo, portanto, a exposição máxima requerida para maturação ótima do óvulo é chamada de Teto do LH.