LH是脑垂体分泌的促性腺激素，促进性腺细胞内的胆固醇转化为性激素。对于女性与卵泡刺激素共同作用，促进卵泡的成熟，分泌雌激素排卵，以及黄体的形成和维持，分泌孕激素和雌激素。对于男性来说，黄体生成素促进睾丸间质细胞合成和释放睾酮。
临床上黄体生成素和卵泡刺激素联合测定，对于女性主要用于鉴别原发性闭经和继发性的闭经，继发性闭经就是病变来源于垂体，LH会降低。对于男性主要用于鉴别原发性的睾丸功能低下，还是脑垂体疾病引起的腺功能减退。通过测定血清的LH也可以鉴别青春期儿童到底是真性性早熟，还是假性性早熟。
在月经周期当中LH高峰出现，往往预示着1-1.5天卵巢就会排卵，因此月经中监测黄体生成素的峰值可以确定最佳的受孕时间。黄体生成素增高见于多囊卵巢中和征、特纳中和征、原发性性腺功能低下、卵巢功能早衰，长期使用避孕药、使用激素替代治疗等都可以引起LH水平下降。