O hormônio luteinizante é muito importante para manter a fertilidade, porém se as doses desse hormônio forem muito altas ou muito baixas podem ocasionar problemas. Se a dose de LH for excessiva, pode indicar que a pessoa esteja sofrendo de infertilidade. Como a secreção do hormônio luteinizante é controlada pelo eixo hipotalâmico-pituitário-gonadal, os níveis elevados de LH no sangue podem indicar que a produção de esteróides sexuais nos ovários estejam menores.
A síndrome dos ovários policísticos é uma condição comum em mulheres, e está associado a níveis elevados do LH e fertilidade reduzida. O desequilíbrio entre o hormônio luteinizante e o hormônio folículo-estimulante pode estimular a produção inadequada de testosterona. Doenças genéticas como a síndrome de Klinefelter e a Síndrome de Turner também podem ser resultado de elevados níveis de hormônio luteinizante.
A síndrome de Klinefelter é uma doença exclusivamente masculina. Nesse caso os testículos são pequenos e não conseguem expelir níveis adequados de testosterona para suportar a produção de esperma. A síndrome de Turner é uma doença feminina. As pacientes afetadas têm a função ovariana prejudicada o que faz com que a produção de hormônio luteinizante aumente para estimular a função do ovário.
O hormônio luteinizante em pequena quantidade também pode causar infertilidade em homens e mulheres, pois um nível crítico de LH é necessário para suportar a função testicular e ovariana. Nas mulheres, a falta de hormônio luteinizante significa que a mulher não está ovulando. A amenorréia é um indício de que o hormônio luteinizante está sendo produzido em pouca quantidade.
Existem vários tratamentos para infertilidade, de acordo com a necessidade de cada casal. Algumas pessoas recorrem a produtos naturais que contribuem para uma melhora na fertilidade e na função reprodutora, como o Tribulus Terrestris.