Tyypillisesti naiset kokevat merkittäviä muutoksia hormonitasoissa kuukautisten aikana. Tällä hetkellä naisilla on yleensä estrogeenipitoisuuden lasku, joka on naisten ensisijainen sukupuolihormoni, ja progesteroni, hormoni, joka on tärkeä sekä kuukautisten että raskauden aikana. Kuukautisten aikana tuotetaan gonadotropiinia vapauttavaa hormonia, joka stimuloi follikkelia stimuloivan hormonin vapautumista. Tämän hormonin vapautuminen vaikuttaa naisen munasarjoihin aloittaakseen munasolun tuottamisen, joka voidaan hedelmöittää ovulaation jälkeen.
Hormoneja estrogeeni ja progesteroni ovat läsnä eri tasoilla naisen kuukautiskierron aikana. Yleensä ne ovat kuitenkin alimmillaan, kun naisella on kuukautiset. Tämä johtuu siitä, että estrogeenillä ja progesteronilla on kriittinen rooli kuukautisten aikana erittyvän kohdun limakalvon kehityksessä. Näiden hormonien tason lasku helpottaa kuukautisten alkamista.
Toinen kuukautisten aikana aktiivinen hormoni on gonadotropiinia vapauttava hormoni. Tämä hormoni syntyy hypotalamuksen rauhanen stimulaation seurauksena, joka sijaitsee ihmisen aivojen osassa, joka hallitsee paitsi hänen käyttäytymistään myös tunteitaan. Tämä rauhanen tuottaa ja vapauttaa myös erilaisia hormoneja, jotka vaikuttavat aivolisäkkeeseen, joka sijaitsee ihmisen aivojen pohjassa. Erityisesti hypotalamus erittää gonadotropiinia vapauttavaa hormonia kuukautisten aikana, mikä saa aivolisäkkeen erittämään hormoneja kuukautisten aikana.
Aivolisäke vapauttaa follikkelia stimuloivia hormoneja kuukautisten aikana. Tämä hormoni aloittaa vaiheen, jossa naisen munasolut kypsyvät. Lopulta tämä hormoni stimuloi myös estrogeenitasojen nousua, mikä johtaa luteinisoivan hormonin nousuun myöhemmin naisen syklissä. Tämä luteinisoivan hormonin nousu esiintyy yleensä useita päiviä kuukautisten päättymisen jälkeen ja stimuloi munasolun puhkeamista follikkelista. Tätä tapahtumaa kutsutaan ovulaatioksi.
Usein hormonien muutokset kuukautisten aikana merkitsevät myös emotionaalisen muutoksen aikaa. Koska estrogeeni- ja progesteronitasot laskevat ja johtavat kuukautisiin, monet naiset kokevat premenstruaalisen oireyhtymän, johon liittyy mielialan vaihtelut, väsymys, ruokahalun ja libidon muutokset sekä turvotus. Kuitenkin kuukautisten alkamisen jälkeen monet naiset tuntevat olonsa paremmaksi kuin ennen kuukautisia. Usein naiset tuntevat olonsa rauhallisemmiksi tässä vaiheessa ja heillä on vähemmän emotionaalisia vaihteluita. Tämä rauhallisuuden tunne voi johtua estrogeeni- ja progesteronitasojen normalisoitumisesta.