Estradiol (E2) jest estrogenem, hormonem steroidowym wytwarzanym u kobiet głównie w jajnikach, a w niewielkich ilościach w ciałku żółtym i w nadnerczach, w ciąży wyłącznie w łożysku; u mężczyzn w jądrach.
Stężenie estradiolu zależy od fazy cyklu miesiączkowego i wykazuje charakterystyczne zmiany, stąd oznaczania jego poziomu wykonuje się w ściśle określonych dniach cyklu, a wyniki odnosi do zakresów dla poszczególnych etapów cyklu. 
Estradiol jest podstawowym hormonem steroidowym wpływającym na rozrodczość. Wraz z innymi estrogenami odpowiada za rozwój narządów płciowych i drugorzędowych cech płciowych. Wpływa na mięśnie gładkie macicy i jajowodów. Pełni funkcję kontrolną cyklu miesiączkowego i jest niezbędny w implantacji zarodka i  utrzymaniu ciąży. Wyniki oznaczeń estradiolu i FSH dokonywanych w 2. i 3. dniu cyklu są przydatne do prognozowania ciąży. Oznaczenia obu hormonów należą do  standardowej praktyki w prognozowaniu jakości oocytu i ocenie prawdopodobieństwa poczęcia w technikach rozrodu wspomaganego (ART – assisted reproductive technology).U kobiet poddanych hiperstymulacji jajników i zapłodnieniu in vitro powszechną praktyką jest obserwacja stężenia FSH i estradiolu we wczesnej fazie folikularnej,  przy czym stężenie estradiolu jest  wtedy wykładnikiem endokrynnej funkcji rozwijających się pęcherzyków Graafa. 

Poza procesami związanymi z rozrodczością estradiol reguluje gospodarkę lipidową, wapniową i wpływa na białka wiążące hormony tarczycy i nadnerczy (SHBG, TBG, białko wiążące kortykosteroidy). Na stężenie estradiolu wpływają niewydolność wątroby i nerek. Regulacja wydzielania estradiolu odbywa się w osi podwzgórze-przysadka-gonady.