Estradiol je najmočnejša vrsta estrogena in ga najdemo tako pri moških kot pri ženskah. Estradiol, ki ga pogosto imenujejo E2, ohranja zdravje reproduktivnih organov in olajša proces oploditve pri ženskah. Pri obeh spolih ima E2 vlogo pri zaščiti srca, kosti in možganov. Medtem ko se raven estrogena pri ženskah po menopavzi dramatično zmanjša, se pri moških nekoliko dvigne, ko so starejši. Estradiol je zato povezan z več boleznimi, ki se običajno pojavijo pozneje v življenju.
Kot spolni hormon ima E2 več različnih funkcij pri plodnosti žensk. Prvič, pomaga zgraditi in zaščititi sluznico jajcevodov, vagine in maternice. Ta vloga je ključnega pomena, da se zarodek pritrdi na steno maternice. Mnoge ženske, ki imajo težave s plodnostjo, imajo nizko raven estradiola. Drugič, E2 vzdržuje oocite ali jajčne celice v jajčniku. Zdrave jajčne celice vodijo do zdravih zarodkov. V vsakem obdobju ovulacije se izbere samo najboljša jajčna celica, ki se sprosti in po možnosti oplodi.
Kot graditelj tkiva se zdi, da E2 pomaga zaščititi ženske pred boleznimi srca z zvišanjem ravni HDL, “dobrega” holesterola v telesu. Ko se raven hormonov zmanjša pri ženskah po menopavzi, se poveča tveganje za srčne bolezni. E2 prav tako pomaga zaščititi kostno gostoto tako pri moških kot pri ženskah s sodelovanjem v sistemu sporočanja, ki zavira pretirano hitro rast imunskih celic v kosti. Če pustimo, da raste več imunskih celic, lahko blokirajo absorpcijo kalcija v kosti. Zato je bilo ugotovljeno, da so moški z nižjo ravnjo tega hormona v svojem sistemu bolj dovzetni za zlome kolka.
Rak je bil povezan tudi s spreminjanjem ravni E2 pri moških in ženskah. Za moške, pri katerih se proizvodnja estradiola s staranjem povečuje, velja, da je hormon vsaj delno odgovoren za večje tveganje za raka na prostati. Pri ženskah je bil estradiol povezan z rakom dojk in endometrija, rakom maternične sluznice. Starejši moški izgubijo zaščito pred E2, ko se spremeni njihovo hormonsko ravnovesje. Raven testosterona, ki kroži v njihovih sistemih, ne zadošča več za blokiranje presežnih ravni E2. Ženske, ki so prenehale menstruacijo in s tem izločiti endometriozo, so prenehale izločati tudi presežek estradiola. Čeprav proizvajajo nižje ravni hormona, se lahko sčasoma kopiči. Nekateri moški in ženske se odločijo za hormonsko terapijo, da bi zmanjšali tveganje za te bolezni.