一级中枢，即性功能的初级中枢，也称为脊髓低段、脊髓中枢，通过体间神经和交感、副交感神经，外部、内向器官也参与性兴奋和性行为的调节。二级中枢是位于下丘脑和下丘脑的皮质负荷锥，主要通过分泌促性腺激素来调节功能。第三级中枢是位于大脑皮层的边缘系统，特别是隔间和相关结构中性功能调节的最高中枢。通过下丘脑、垂体、卵巢轴的调节，使生殖器官发生周期性变化，影响性功能。

下丘脑分泌的促性腺释放激素作用于垂体前叶，合成并释放毛囊和黄体素。在少量黄体促进素的参与下，促进卵泡素，使卵巢的卵泡成熟，分泌雌激素。在雌激素的作用下，子宫内膜发生增殖期变化。雌激素的分泌量在排卵前达到第一高峰，并对下丘脑垂体给予积极反馈。正反馈是引导脑垂体释放黄体素，负反馈是抑制毛囊素的释放。

黄体素释放高峰时，卵泡素的参与会触发卵巢排卵，使破裂的卵泡形成黄体。黄体分泌孕激素和雌激素，在孕激素的作用下，子宫内膜变成分泌期。随着孕酮和雌激素分泌的增加，对下丘脑脑垂体有抑制作用(负反馈)，减少脑垂体释放的毛囊和黄体素。结果黄体萎缩，孕激素和雌激素分泌减少，难以维持子宫内膜，从而形成月经。孕酮和雌激素的减少解除了对下丘脑脑垂体的抑制，脑垂体重新释放毛囊，新的卵泡重新开始发育，新的周期重新开始。

近年来的研究表明，下丘脑部分神经元释放性腺释放激素，由大脑组织部分神经元释放的单胺(多巴胺等)神经介质控制，释放单胺神经介质的神经元受到高级神经中心(如大脑精神活动)的影响。另外，脑垂体还能促进雌激素、孕激素和乳腺的发育和分泌，分泌受下丘脑控制的生油素。卵巢也会分泌少量睾酮，转化为雌激素，起到雌激素的作用，引起阴蒂的增加等。

从内分泌的角度来看，雌激素对女性的性欲影响很大，雄激素次之。