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Soltanto una fase del ciclo è facile da riconoscere, l' inizio, individuabile dall'unico segnale esternamente visibile, ovvero la comparsa della mestruazione. Durante il ciclo, grazie all'azione degli ormoni femminili prodotti dal follicolo (estrogeni), lo strato superficiale della mucosa uterina (endometrio) si ispessisce per consentire l'annidamento dell'ovulo fecondato. Se l'ovulo non è stato fecondato o se, per altri motivi, non ha avuto luogo l'annidamento, l'uovo va in apoptosi (deperisce) in meno di 48 ore e lo strato superficiale della mucosa uterina (endometrio) verrà espulso 14 giorni dopo l'ovulazione. Ha inizio così un nuovo ciclo.
Normalmente il flusso mestruale dura da 3-5 giorni. Durante questo periodo, la donna perde in media circa 80 ml di sangue e quindi del ferro, oligoelemento contenuto nei globuli rossi.
Con l'inizio del ciclo si attiva l'ipofisi: su comando dell'ipotalamo (diencefalo), la ghiandola ipofisaria rilascia un ormone che avvia dell'ovaio il processo di maturazione follicolare, i precursori dell'ovulo, chiamato ormone follicolo stimolante (FSH). Nella realtà il processo ovulatorio di ogni mese, inizia 3 mesi prima. Infatti vengono selezionati circa un 30 follicoli primordiali e dopo una serie di selezioni naturali in cui il migliore elimina l'altro, soltanto un follicolo giunge a completa maturazione diventando un ovulo.
L'ormone FSH agisce su alcune cellule (cellule follicolari) che circondano l'ovocita e sono loro responsabili della produzione degli estrogeni. Tuttavia, affinché avvenga il processo dell'ovulazione (l'espulsione dell'uovo dall'ovaio), è necessario un altro ormone, chiamato ormone luteinizzante (LH), anche lui prodotto dall'ipofisi.
La concentrazioni di ormoni FSH e LH nel sangue è particolarmente elevata poco prima dell'ovulazione. Essa ha luogo tra il 12º e il 16º giorno antecedente al flusso mestruale. L'ovulo maturo abbandona l'ovaio, dopo la rottura del follicolo e viene rilasciato/captato nella tuba di Falloppio. Quando l'ovocita viene espulso dall'ovaio, il follicolo subisce una trasformazione ed secerne un altro ormone chiamato progesterone, indispensabile al mantenimento della gravidanza nel caso in cui ci fosse stata la fecondazione. A partire da questo momento il follicolo prende il nome di corpo luteo (corpus luteum).
Dopo l'ovulazione, l'ovocita viene sospinto dalle sottili ciglia attraverso la tuba in direzione dell'utero. Durante le prime 24-48 ore successive all'ovulazione l'ovulo può venir fecondato all'interno della tuba. Se entro questo lasso di tempo uno spermatozoo è riuscito a penetrare la sua membrana, la divisione cellulare dell'ovulo fecondato ha inizio fin nella tube di Falloppio. 4 a 7 giorni dopo l'ovulazione, il blastocisti così originatosi raggiunge l'utero e si annida nella mucosa uterina. Dopo l'impianto, il blastocisti si sviluppa assorbendo le sostanze nutritive presenti nell'endometrio appositamente preparato e diviene un embrione.