Estradiol je najjača vrsta estrogena i nalazi se i kod muškaraca i kod žena. Često nazvan E2, estradiol održava zdravlje reproduktivnih organa i olakšava proces oplodnje kod žena. U oba spola, E2 igra ulogu u zaštiti srca, kostiju i mozga. Dok razina estrogena dramatično pada za žene nakon što prođu kroz menopauzu, kod muškaraca se lagano povećava kada su stariji. Estradiol je stoga povezan s nekoliko bolesti koje se obično javljaju kasnije u životu.
Kao spolni hormon, E2 ima nekoliko različitih funkcija u ženskoj plodnosti. Prvo, pomaže u izgradnji i zaštiti sluznice jajovoda, vagine i maternice. Ova je uloga ključna kako bi se embrij pričvrstio na zid maternice. Mnoge žene koje imaju problema s plodnošću imaju nisku razinu estradiola. Drugo, E2 održava oocite, ili jajne stanice, u jajniku. Zdrave oocite dovode do zdravih embrija. U svakom razdoblju ovulacije odabire se samo najbolja oocita koja će se osloboditi i eventualno oploditi.
Kao graditelj tkiva, čini se da E2 pomaže u zaštiti žena od srčanih bolesti podizanjem razine HDL-a, “dobrog” kolesterola u tijelu. Kada razina hormona padne u žena u postmenopauzi, povećava se njihov rizik od srčanih bolesti. E2 također pomaže u zaštiti gustoće kostiju i kod muškaraca i kod žena sudjelovanjem u sustavu za razmjenu poruka koji potiskuje prebrz rast imunoloških stanica u kosti. Ako se pusti da raste više imunoloških stanica, one mogu blokirati apsorpciju kalcija u kosti. Zbog toga je utvrđeno da su muškarci s nižim razinama ovog hormona u svom sustavu osjetljiviji na prijelom kuka.
Rak je također povezan s promjenom razine E2 i kod muškaraca i kod žena. Za muškarce čija se proizvodnja estradiola povećava kako stare, hormon se smatra barem djelomično odgovornim za veći rizik od raka prostate. Kod žena, estradiol je povezan s rakom dojke i endometrija, karcinomom sluznice maternice. Stariji muškarci gube zaštitu od E2 kako im se mijenja ravnoteža hormona. Razina testosterona koja cirkulira u njihovim sustavima više nije dovoljna da blokira višak razine E2. Žene koje su prestale s menstruacijom, a samim time i izbacile endometriozu, također su prestale izlučivati višak estradiola. Iako proizvode niže razine hormona, on se s vremenom može nakupiti. Neki muškarci i žene odlučuju se na hormonsku terapiju kako bi smanjili rizik od dobivanja ovih bolesti.