雌激素具有多方面生理作用，包括对生殖系统的作用（促进子宫等发育等）、对第二性征的影响（促进乳腺导管增生等）、对骨骼代谢的作用（促进成骨细胞活动等）、对心血管系统的作用（具保护作用等），其生理作用不包括促进蛋白质分解。
对第二性征的影响：促进乳腺导管增生，使乳房发育，还能促使皮下脂肪沉积，使女性呈现出特有的体态，如骨盆变宽、臀部丰满等。众多的解剖学和内分泌学研究表明，雌激素在女性第二性征的形成和维持中起着关键作用，通过对正常女性和因雌激素异常导致第二性征改变的患者的对比研究可以清晰体现。
对骨骼代谢的作用：促进成骨细胞的活动，抑制破骨细胞的活性，加速骨的生长和钙的沉积，有利于儿童骨骼的发育以及维持成年人骨量。例如，在儿童生长发育阶段，雌激素水平的正常对于骨骼的正常生长至关重要，相关的骨代谢研究显示雌激素通过调节骨组织中骨形成和骨吸收相关细胞的功能来影响骨代谢。
对心血管系统的作用：具有一定的保护作用，可降低胆固醇，增加高密度脂蛋白水平，改善血管内皮功能，降低心血管疾病的风险。大量的流行病学研究以及基础心血管研究表明，女性在绝经前心血管疾病发生率低于同龄男性，这与雌激素的心血管保护作用密切相关，通过对血管内皮细胞功能、血脂代谢等多方面的研究得以证实雌激素在心血管系统中的有益作用。
而雌激素的生理作用不包括促进蛋白质分解（一般来说，雌激素是促进蛋白质合成的）。对于不同年龄、性别等人群，雌激素的作用也有所不同，例如绝经后女性雌激素水平下降，会出现一系列如骨质疏松风险增加、心血管疾病风险上升等变化，需要根据具体情况进行评估和相应的健康管理；儿童期雌激素水平极低，主要参与生殖系统的后期发育准备等过程；男性体内也有少量雌激素，对维持男性生殖系统的正常功能等也有一定作用，但相对女性来说作用较为次要。
