卵巢的生殖功能和内分泌功能主要受下丘脑-垂体的调控，除接受下丘脑-垂体刺激，激发自身周期性活动，作用于靶器官，发生周期性变化（月经周期）外，还通过反馈机制，调节下丘脑-垂体-卵巢间的激素分泌功能，保证机体神经内分泌功能稳定，使正常生理活动具有良好的内环境。此外，下丘脑-垂体-卵巢和胎盘内的自分泌和旁分泌调节系统主要协助循环激素对各腺体的激素分泌细胞的活动进行精细调节。
腺垂体的一部分嗜碱性细胞为促性腺激素分泌细胞，可分泌两种促性腺激素，即FSH和LH，以调节卵巢功能。促性腺激素细胞一般含有LH和FSH两种分泌颗粒或在同一颗粒中含有LH/FSH两种激素。一部分促性腺激素细胞不含LH分泌颗粒，却含有ACTH和FSH两种激素颗粒。LH和FSH细胞还可合成和分泌神经营养因子（neurotrophic factor，GDNF），而GH细胞是GDNF的主要靶细胞。这表明，垂体的促性腺激素细胞是一种多激素分泌潜能的内分泌细胞，但其激素合成、分泌的调节机制尚未完全阐明。此外，还从垂体、睾丸及其他非胎盘组织中鉴定出HCG分泌细胞，其生理意义有待进一步阐明。
GnRH促进LH/FSH释放和性腺功能
GnRH与受体结合后的作用机制不依赖于cAMP而是通过钙和蛋白激酶C的激活起作用。GnRH呈阵发性脉冲式分泌，这对维持促性腺激素的分泌是十分必要的。正常妇女持续长期滴注GnRH，开始时可引起LH及FSH升高，随后出现FSH、LH分泌的长期抑制，这是由于促性腺激素受体产生降调节（down-regulation）作用的缘故。因此，临床上可用长效GnRH类似物抑制LH及FSH分泌治疗性早熟。GnRH分泌的脉冲频率或幅度调节FSH、LH的分泌，如低频脉冲促进FSH-β，高频脉冲促进LH-α与FSH-β合成。仅受低频幅度的GnRH刺激，可促进自身受体表达而加强GnRH促垂体细胞合成促性腺激素的作用。
下丘脑有两个区域控制着垂体的功能：①持续性释放区域，位于下丘脑的弓状核和腹内侧核，促使垂体经常释放并维持基础水平的FSH和LH。②周期性释放区域，位于下丘脑视交叉上区和视前核，控制着垂体的周期性LH分泌。在女性中，周期性释放区域的活性占优势。但也有人不同意有关两个释放区域的看法，认为弓状核及正中隆突可视为分泌GnRH的一个单元，能维持GnRH的脉冲式分泌，通过改变促性腺激素及性激素释放的频率及幅度完成对垂体及卵巢功能的调控。
在许多病理情况下，GnRH的脉冲性分泌会受到明显抑制，是造成下丘脑性无排卵月经甚至下丘脑性闭经的主要原因。例如，任何原因所致的急性应激（如剧烈运动）时，由于交感神经兴奋，下丘脑-垂体-肾上腺轴兴奋，通过CRH和AVP等的作用，释放β-内啡肽，后者抑制GnRH的脉冲性分泌功能，可导致LH和FSH的分泌减少，脉冲消失及比例失调，月经紊乱、性欲下降，甚至闭经和不育。
生育期促性腺激素呈周期性脉冲分泌
FSH在卵泡早期开始升高，而在卵泡晚期稍下降，月经周期中期又与LH平行地急骤升高，但不如LH升高明显，排卵后下降，黄体中期最低。LH在少量持续分泌基础上呈脉冲式释放，释放频率为卵泡期每1～2小时 1次，排卵期30～45分钟1次，黄体期晚期每3～4小时 1次，中期峰值约为卵泡期的5～6倍，高峰出现在排卵前24～28小时，持续1～3天，黄体期常有一小峰，但不恒定。
FSH、LH脉冲性释放的频率和幅度异常可导致无排卵月经（anovulational menstruation）或闭经（amenorrhea）。如PCOS患者LH释放频率和幅度均增加，过多LH可引起月经稀发、无排卵、不孕及流产。精神性因素所致闭经常由于GnRH及FSH、LH脉冲频率和幅度的异常所致，无LH排卵峰。
LH和FSH在月经周期中的变化见后述。LH和FSH的血浆昼夜变化见第12章第67节。
FSH刺激卵泡发育并促进雄激素转化为雌激素
FSH促使窦前卵泡及窦状卵泡颗粒细胞增殖与分化，分泌卵泡液，使卵泡生长发育；卵泡早期FSH的上升，促使卵巢内窦状卵泡群募集；FSH促进卵巢粒层细胞芳香化酶活化，使卵泡膜细胞产生的雄激素转化为雌激素；FSH还能诱发晚期粒层细胞的LH受体表达，并促进新生细胞合成FSH受体，从而增加FSH对卵泡生长发育的作用，为排卵及黄素化作准备；同时还促使颗粒细胞合成分泌IGF、抑制素等自分泌旁分泌物质，在这些物质的协同作用下，调节优势卵泡的选择与非优势卵泡的闭锁退化。
卵泡的发育分为非促性腺激素依赖性和促性腺激素依赖性两个时期。在后一时相中，FSH是卵泡发育和成熟的最关键因素，但同时也必须有LH的参与。FSH呈一过性升高，卵泡中的粒层细胞表达大量P450SCC（P450SCC为胆固醇侧链裂解酶，参与卵泡膜细胞的雄激素合成）和P450芳香化酶，并进一步促进卵泡成熟。FSH对卵泡生长发育的调控作用，已被大量的实验与临床资料所佐证，给已切除垂体的大鼠注射FSH以刺激卵泡生长，诱发排卵及黄体形成，诱导LH受体表达和细胞色素P450SCC表达。LH缺乏时，FSH也能促进Kallmann综合征患者的卵泡生长。然而尚无促性腺激素低下患者单用FSH可致妊娠的报道。
HCG以旁分泌/自分泌方式调节胎盘功能
HCG是一种糖蛋白激素，其结构与LH和FSH相似，但HCG存在多种分子形式，即普通HCG（regular hCG）、高糖化HCG（hyperglycosylated hCG）和高糖化HCG的游离β亚基（free beta-subunit of hyperglycosylated hCG）。近100年来，人们一直认为HCG是促进黄体孕激素生成，但是卵巢所分泌的HCG的这一作用只维持3周，而整个孕期的孕激素主要用于胎盘滋养层细胞的分化和维持胎儿的营养。妊娠期的HCG来源于合胞体滋养层细胞（syncytiotrophoblast cells），而绒毛膜外侵袭性滋养层细胞（extravillous invasive cytotrophoblast cells）合成各种糖化型HCG；后者是一种自分泌因子，调节自身细胞的血管侵袭功能，具有抑制绒毛膜外侵袭性滋养层细胞功能的作用，是防止发生恶性肿瘤（恶性水泡胎和绒癌）的重要原因。测定妊娠期的3种组分，可用于早孕、Down综合征、先兆子痫和肿瘤、睾丸肿瘤的诊断。
