Das Luteinisierende Hormon, LH (übersetzt „Gelbfärbendes Hormon“) wirkt beim Menschen auf die Keimdrüsen und erfüllt wichtige Funktionen für die Fortpflanzungsfähigkeit (sog. Fertilität). So ist es bei der Frau unverzichtbar für den Eisprung und beim Mann für die Reifung der Spermien.

Es handelt sich um ein sogenanntes Peptidhormon, welches aus Eiweiß besteht. Es wird gebildet im Hypophysenvorderlappen (der Hirnanhangsdrüse), den Reiz dafür gibt ein weiteres, übergeordnetes Hormon, das Gonadoliberin (GnRH).

Das Luteinisierende Hormon reguliert die Synthese und Ausschüttung von Geschlechtshormonen in den Keimdrüsen von Mann und Frau. Insofern ist es essenziell für die Fortpflanzungsfähigkeit beider Geschlechter.

Beim Mann wirkt das LH auf sogenannte Leydigzellen im Hoden und fördert so die Synthese und Freisetzung von Testosteron.

Im weiblichen Zyklus spielt das LH eine bedeutende Rolle, indem es durch einen sprunghaften Anstieg um den 12.-14. Zyklustag den Eisprung auslöst.
Nach dem Eisprung verbleiben in der Schleimhaut des Eierstocks die Hilfszellen der Eizelle, welche nun den sogenannten Gelbkörper (Corpus luteum) bilden . Aus diesem Grund wird wird dieses Hormon auch gelbfärbendes Hormon (Luteinisierende Hormon) genannt.

Der Gelbkörper produziert nun angeregt durch das LH das Progesteron. Dieses Hormon bereitet die Gebärmutterschleimhaut auf eine Schwangerschaft vor bzw. auf  eine Eizelle, die sich bei Befruchtung einnisten kann. 
Wenn keine Befruchtung der Eizelle erfolgt, so bildet sich der Gelbkörper zurück und durch den entstehenden Mangel an Progesteron kommt es schließlich zur Regelblutung.

Beim LH kann nicht ein prinzipiell geltender Normwert angegeben werden.
Die Konzentration des LH´s im Blut hängt zunächst davon ab, ob sich um eine Frau oder einen Mann handelt. Zudem unterscheiden sich die Normbereiche des LH´s je nachdem, ob es sich um ein Mädchen vor der Pubertät, eine geschlechtsreife Frau oder eine Frau jenseits der Wechseljahre handelt.
Auch innerhalb des weiblichen Zyklus sind in verschiedenen Phasen unterschiedliche Normwerte gültig. Die Konzentration des Hormons im Blut wird in der Einheit IU/l angegeben (International Units pro Liter).

Bei Frauen liegt der Normwert in der ersten Zyklusphase (Tag 1 bis ungefähr Tag 12-14) im Bereich von 1,9-12,5 IU/l.
Kurz vor dem Eisprung, während des LH-Peaks (sprunghafter Anstieg von LH, der den Eisprung auslöst), liegt die Konzentration bei 8,7-76,3 IU/l. Sogenannte Ovulationstests messen diesen Wert und geben so die fruchtbaren Tage der Frau bei einem Kinderwunsch an.
In der zweiten Zyklushälfte befindet sich der Normbereich zwischen 0,5-16,9 IU/l. Nach den Wechseljahren ist ein Wert von 15,9-54,0 IU/l normal. Bei Kindern vor der Pubertät kann der Wert bis zu 6 IU/l betragen.

Bei Mann ist eine Konzentration im Blut von 1,5-9,3 IU/l normwertig.

Grundsätzlich ist zu sagen, dass das LH pulsatil, also schubartig ausgeschüttet wird. Deswegen können mehrere Messungen am gleichen Tag ein unterschiedliches Ergebnis bringen, da es sich nicht um einen kontinuierlichen Prozess handelt. Auch haben verschiedene Labore abweichende Normwerte, was bei der Interpretation beachtet werden sollte.

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Erhöhte Werte können bei Frauen kurz vor dem Eisprung normal sein, da dieser Anstieg von LH den Eisprung auslöst.

Dauerhaft erhöhte Konzentrationen von LH können auf eine Unterfunktion der Eierstöcke hindeuten (sog. primäre Ovarialinsuffizienz). Durch die fehlende Funktion der Eierstöcke wird das LH regulatorisch erhöht und versucht erfolglos, die Eierstöcke zu aktivieren

Auch das Krankheitsbild von polyzystischen Ovarien (Eierstöcke mit vielen Zysten) kann eine Vielzahl an hormonellen Veränderungen auslösen, wie zum Beispiel einen LH-Anstieg. Häufig kommt es zu Unfruchtbarkeit, Zyklusstörungen, Akne oder übermäßiger Körperbehaarung.

Auch frühzeitig einsetzende Wechseljahre können erhöhte LH-Spiegel auslösen.

Bei Männern kann es analog zu den Frauen durch eine Unterfunktion der Hoden (sog. primäre Hodeninsuffizienz) zu einer Erhöhung der LH-Spiegel kommen.

Sowohl bei Männern als auch bei Frauen kann eine Überfunktion im Bildungsort des  LH´s, also in der Hypophyse (Hirnanhangsdrüse), erhöhte Werte bedingen. Dies kann zum Beispiel durch ein Hypophysenadenom, einen meist gutartigen Tumor, ausgelöst werden.

Erniedrigte LH-Werte können durch eine Störung im Bildungsort des Hormons, der Hypophyse (Hirnanhangsdrüse), ausgelöst werden.
Die Hypophyse, genauer der Hypophysenvorderlappen, befindet sich im Gehirn, hier wird das LH gebildet und ausgeschüttet. Dies wird stimuliert durch ein weiteres Hormon aus dem Gehirn, dem Gonadoliberin (GnRH), welches aus dem Hypothalamus (ein Abschnitt des Zwischenhirns) stammt.
Auch eine Unterfunktion des Hypothalamus kann also erniedrigte LH-Werte bedingen.

Die Einnahme der Pille, Magersucht oder das seltene Kallmann-Syndrom führen zu erniedrigten LH-Werten.

Bei Männern kann es zusätzlich bei Zufuhr von Testosteron (z.B. aus medizinischen Gründen) über eine negative Rückkopplung zu erniedrigten LH-Werten kommen.

Während der Wechseljahre kommt es zu grundlegenden Veränderungen im Haushalt der Sexualhormone der Frau.
Da der Östrogenspiegel alleine nicht aussagekräftig ist, werden auch LH und das Follikel-stimulierendes Hormon (FSH) bestimmt. Das FSH steigt in den Wechseljahren auf das bis zu 30-fache des Normwerts an. Der LH-Spiegel steigt während der Wechseljahre auf das bis zu 5-fache an.
Der Wert beträgt so in den Wechseljahren meist über 15 IU/l.

Ist der FSH-Spiegel bereits erhöht, der LH-Spiegel allerdings noch normwertig, so haben die Eierstöcke noch eine Restfunktion.

Allerdings unterliegt der LH-Spiegel während der Wechseljahre starken Schwankungen, sodass immer mehrfache Kontrollen erfolgen sollten. Nach den Wechseljahren (postmenopausal) ist der LH-Wert weiterhin erhöht.

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Das Luteinisierende Hormon wird in der Hirnanhangsdrüse, der Adenohypophyse (Vorderlappen der Hirnanhangsdrüse) gebildet.
Die Synthese und Ausschüttung von LH wird durch ein Hormon aus dem Hypothalamus (ein Abschnitt des Zwischenhirns) gesteuert, dem sogenannten Gonadoliberin (GnRH).

Das LH wiederum stimuliert die Herstellung und Freisetzung von Östrogen und Progesteron in den Eierstöcken und von Testosteron im Hoden. Aus diesem Grund spricht man von der Hypothalamus-Hypophysen-Eierstock-Achse (bzw. Hypothalamus-Hypophysen-Hoden-Achse).

Sie unterliegt dem Prinzip der negativen Rückkopplung, sodass Testosteron, Östrogen oder Progesteron an Rezeptoren der Hypophyse (Hirnanhangsdrüse) und dem Hypothalamus (ein Abschnitt des Zwischenhirns) andocken und hier die Freisetzung von LH und Gonadoliberin bremsen. Das bedeutet, dass diese Hormone bei erhöhten Konzentrationen ihre eigene Freisetzung bremsen, da die vorhandene Menge bereits schon ausreicht. Bei erniedrigter Konzentration hingegen, binden weniger Hormone an diese Rezeptoren und es wird wieder vermehrt LH und Gonadoliberin ausgeschüttet.

Die ausreichende Konzentration an Endprodukten (Östrogen, Progesteron, Testosteron) reguliert also an den vorhergehenden Stationen die Ausschüttung von LH und Gonadoliberin und sorgt so im Optimalfall für normwertige Konzentrationen.