雌二醇的生理作用能促进子宫肌细胞增生和肥大，能够增进血运，促进和维持子宫发育。还能够修复子宫内膜。可以使宫颈口变松弛，扩张，宫颈粘液分泌增加，性状变稀薄，富有弹性，易拉丝。
雌二醇乳膏就是雌激素局部外用药，外用它可以改善泌尿生殖道由于雌激素水平下降引起的局部疼痛，瘙痒，干裂等症状。作为雌激素的补充剂，适用于与绝经有关的症状的对症治疗，如潮热、多汗、阴道干燥等。
戊酸雌二醇片的作用是用于治疗生殖泌尿道营养性疾病，包括外阴阴道萎缩、性交困难、尿失禁等；还可用于预防原发性或继发性、因雌激素缺乏所造成的骨质流失；血管舒缩性疾病等。
促进子宫内膜增生，增强子宫平滑肌的收缩，促使乳腺导管发育增生，但较大剂量能抑制垂体前叶催乳素的释放，从而减少乳汁分泌，抗雄激素作用，降低血中胆固醇，并能增加钙在骨中的沉着。
雌二醇主要的作用是促进子宫内膜的增长，在怀孕初期为受精卵着床和胚胎生长发育提供良好的环境。如果雌二醇偏低，内膜过薄或是增长缓慢，就容易引起早产的流产。雌二醇下降需要注意观察胚胎发育情况，如果没有异常可以不做处理。
