Paprastai moterys menstruacijų metu patiria reikšmingus hormonų lygio pokyčius. Šiuo metu moterims paprastai sumažėja estrogeno, kuris yra pagrindinis moterų lytinis hormonas, ir progesterono, hormono, kuris yra svarbus tiek menstruacijų, tiek nėštumo metu, kiekis. Menstruacijų metu gaminasi gonadotropiną atpalaiduojantis hormonas, kuris skatina folikulus stimuliuojančio hormono išsiskyrimą. Šio hormono išsiskyrimas veikia moters kiaušides ir pradeda gaminti kiaušinėlį, kuris gali būti apvaisintas po ovuliacijos.
Moterų menstruacinio ciklo metu hormonų estrogenų ir progesterono kiekis skiriasi. Tačiau jos paprastai būna žemiausio lygio, kai moteriai yra menstruacijos. Taip yra dėl to, kad estrogenas ir progesteronas vaidina svarbų vaidmenį formuojant gimdos gleivinę, kuri išsiskiria menstruacijų metu. Šių hormonų kiekio sumažėjimas palengvina menstruacijų pradžią.
Kitas menstruacijų metu aktyvus hormonas yra gonadotropiną atpalaiduojantis hormonas. Šis hormonas gaminamas stimuliuojant pagumburio liauką, esančią toje žmogaus smegenų dalyje, kuri kontroliuoja ne tik jo elgesį, bet ir emocijas. Ši liauka taip pat gamina ir išskiria įvairius hormonus, kurie veikia hipofizę, esančią žmogaus smegenų apačioje. Visų pirma, pagumburio liauka menstruacijų metu išskiria gonadotropiną atpalaiduojantį hormoną, dėl kurio hipofizė menstruacijų metu išskiria hormonus.
Menstruacijų metu hipofizė išskiria folikulus stimuliuojančius hormonus. Šis hormonas pradeda moters kiaušinėlių folikulų brendimo fazę. Galiausiai šis hormonas taip pat skatina estrogeno kiekio padidėjimą, dėl kurio vėliau moters cikle padaugėja liuteinizuojančio hormono. Šis liuteinizuojančio hormono antplūdis paprastai atsiranda praėjus kelioms dienoms po menstruacijų pabaigos ir skatina kiaušinėlio sprogimą iš folikulo. Šis įvykis vadinamas ovuliacija.
Dažnai hormonų pokyčiai menstruacijų metu žymi ir emocinių pokyčių laikotarpį. Kadangi estrogenų ir progesterono lygis mažėja iki menstruacijų, daugelis moterų patiria priešmenstruacinį sindromą, kuriam būdingi nuotaikų svyravimai, nuovargis, apetito ir lytinio potraukio pokyčiai, pilvo pūtimas. Tačiau kai tik prasideda mėnesinės, daugelis moterų jaučiasi geriau nei priešmenstruacinės fazės metu. Dažnai moterys šioje fazėje jaučiasi labiau ramios ir turi mažiau emocinių svyravimų. Šis ramybės jausmas gali atsirasti dėl estrogeno ir progesterono kiekio normalizavimo.