卵巢分泌的性激素逆向地影响下丘脑和脑垂体产生和释放其内分泌激素，这种作用称为卵巢激素的反馈作用。如果产生促进作用则称为正反馈，如果产生抑制作用则称为负反馈。性激素所以有反馈作用是因为丘脑下部、脑垂体的功能细胞上有相应的受体。
雌激素主要是雌二醇（E2），有正、负两方面的反馈作用，但其正反馈是有条件的。雌激素增加下丘脑GnP，H的释放脉冲，压低垂体FSH的释放脉冲。因此卵泡期末，雌激素水平较高，LH频率增加，雌激素在排卵前24小时第一个高峰时，不仅使下丘脑GnRH释放脉冲增加，并且当E2分泌量达到734nmoVml时，又使丘脑下部的去甲肾上腺素功能也产生兴奋性的正反馈作用，导致了LH血内水平的峰式变化，诱发排卵。必须明确，下丘脑分泌的GnRH主要调节垂体LH的合成与释放。当GnRH脉冲分泌的幅度和频率增高时，则LH分泌增加；GnRH脉冲分泌的幅度和频率降低时，对FSH的分泌有利。
孕激素（P）减少下丘脑GnRH释放脉冲，对垂体不产生显著的反馈。孕激素有抑制雌激素正反馈的作用，同时，孕激素和雌激素协同作用则产生较强的负反馈。因此，雌激素在黄体期出现第二个高峰时，由于同时有孕激素存在，不能出现LH的峰式变化。
综上所述，丘脑下部茵垂体-卵巢轴在大脑皮层控制下，通过调节与反馈，保持着内分泌的动态平衡，从而使卵巢发生周期性变化，并使育龄妇女的生殖器官发生周而复始的周期性变化。
