Badanie stężenia estradiolu wykonywane powinno być w określonych dniach cyklu, ponieważ w czasie cyklu dochodzi do jego charakterystycznych zmian. Estradiol jest hormonem steroidowym, który wytwarzany jest u kobiet głównie w jajnikach oraz u mężczyzn w jądrach. Estradiol oraz inne estrogeny są odpowiedzialne za rozwój wtórnych cech płciowych oraz narządów płciowych. Estradiol kontroluje cykl miesiączkowy, a bez niego nie może dojść do implantacji zarodka oraz utrzymania ciąży. Estradiol, poza układem płciowym, reguluje również temperaturę ciała oraz przyczynia się do twardnienia chrząstek kości nasadowych. Obserwacje poziomu estradiolu wraz z FSH są istotne w rozpoznaniu ciąży oraz ocenie prawdopodobieństwa poczęcia, podczas rozrodu wspomaganego. Wzrost stężenia estradiolu jest skutkiem nowotworów nadnerczy, marskości wątroby, ciąży, nowotworu jajnika oraz nowotworów jąder. Natomiast obniżone stężenie estradiolu jest skutkiem menopauzy, defektów receptorów androgenowych, nowotworów, chorób autoimmunologicznych, zespołu feminizacji jąder, operacji przysadki, zespołu Sheehana, hiperprolaktynemii, stresem oraz intensywnym wysiłkiem fizycznym.