視床下部-下垂体-性腺軸
最も重要な機能の1つは、排卵・月経周期を制御し生殖能力を調節することである。女性の場合、エストロゲン―黄体形成ホルモン間のポジティブフィードバックにより、卵巣内の卵胞が排卵に、子宮が着床に向けて準備される。卵子を放出し空になった卵胞嚢はプロゲステロンの分泌を開始し、視床下部と脳下垂体前葉を抑制しフィードバックを停止させる。妊娠した場合、胎盤がプロゲステロンの分泌を引き継ぎそれ以上の排卵を止める。妊娠しなかった場合、プロゲステロンの分泌が減少し視床下部がGnRHの分泌を再開する。これらのホルモン量は、排卵準備のための増殖期、排卵後の分泌期、妊娠しなかった場合の月経を引き起こす子宮(月経)周期も制御する。また、思春期に男女ともにHPG軸が活性化されると、第二次性徴が発現する。
男性でもGnRH、LH、FSHは同様に生産されるが、その作用は異なる。FSHは支持細胞(英語版)を刺激してアンドロゲン結合タンパク質(英語版)を放出させ、テストステロンの結合を促進する。LHは間質細胞に結合し、テストステロンを分泌させる。テストステロンは正常な精子形成に必要であり、視床下部を抑制する。インヒビンは造精細胞で産生され、アクチビンを不活性化することで視床下部を抑制する。思春期以降、これらのホルモンは比較的一定して分泌される。
世界保健機関はHPG軸の障害を以下のように分類している。
排卵障害グループI:視床下部-下垂体障害
排卵障害グループII:視床下部-下垂体機能不全 ― 排卵障害の原因として最多であり、中でも多嚢胞性卵巣症候群(PCOS)が多い。