Na mulher encontra-se em níveis baixos no hipogonadismo primário e secundário. O estradiol é medido para estudo dos casos de amenorréia e como guia para monitorização do desenvolvimento folicular durante indução da ovulação. Estradiol é também produzido pelas glândulas adrenais, testÍculos e pela conversão periférica da testostrona. Podem-se observar níveis elevados nos tumores ovarianos, tumores femininizantes adrenais, puberdade precoce feminina, doença hepática, gravidez e ginecomastia masculina. Em mulheres menopausadas, a estrona, mais do que o estradiol, é o estrogênio circulante predominante.
