Luteální fáze je fáze menstruačního cyklu následující po ovulaci. Jedná se tedy o druhou polovinu cyklu, která uvolněním vajíčka z vaječníku a trvá až do začátku následujícího menstruačního krvácení.
Během luteální fáze se děložní výstelka (endometrium) přípravuje na přijetí případného vajíčka, které se v případě oplodnění v endometriu uhnízdí. Pokud se oplodnění neuskuteční, sníží se hladiny hormonů progesteronu a estrogenu, což způsobí odloučení děložní výstelky a následné menstruační krvácení.
Luteální fáze je tedy klíčovou částí menstruačního cyklu umožňující přípravu děložní výstelky na přijetí oplodněného vajíčka a následně zajišťuje buď pokračování těhotenství, nebo vyplavování děložní výstelky během menstruace.