Процесс овуляции управляется гипоталамусом путём регуляции (посредством гонадотропин-рилизинг гормона) выделения гормонов, секретируемых передней долей гипофиза: ЛГ и ФСГ. В фолликулярной (предовуляторной) фазе менструального цикла фолликул яичника претерпевает ряд трансформаций под воздействием ФСГ. При достижении фолликулом определённого размера и функциональной активности, под влиянием выделяемых фолликулом эстрогенов формируется овуляторный пик ЛГ, который запускает "созревание" яйцеклетки (первое деление мейоза). После созревания в фолликуле формируется разрыв, через который яйцеклетка покидает фолликул. Между овуляторным пиком ЛГ и овуляцией проходит около 36 - 48 часов. В течение постовуляторной фазы (фазы жёлтого тела) яйцеклетка обычно перемещается по фаллопиевой трубе в направлении матки. Если произошло оплодотворение яйцеклетки, то на 3-4 день эмбрион попадает в полость матки и происходит процесс имплантации. Если оплодотворение не произошло, яйцеклетка погибает в фаллопиевой трубе в течение 24 часов.

У женщины несколько дней до и после момента овуляции представляют собой фертильную фазу. В среднем, овуляция наступает на четырнадцатый день менструального цикла (при 28-дневном цикле). Однако, отклонение от среднего наблюдается часто и в определенной степени является нормальным.

Продолжительность менструального цикла сама по себе не является надёжным источником информации о дне наступления овуляции. Хотя обычно при более коротком цикле овуляция наступает раньше, а при более продолжительном — позже, продолжительность фазы жёлтого тела у разных женщин может различаться на неделю и более.

График базальной температуры отражает температурный эффект прогестерона и косвенно (но достаточно точно) позволяет определить факт и день наступления овуляции.