Lutealfase er en fase i menstruasjonssyklusen. Lutealfasen er siste del av menstruasjonssyklusen, mellom eggløsning og neste menstruasjon. Den første delen av menstruasjonssyklusen frem til eggløsning kalles follikkelfasen.

I lutealfasen blir follikkelen som omga det modne egget omgjort til det gule legemet (corpus luteum). Det gule legemet produserer både progesteron og østrogen.

Ved graviditet vil hormonet hCG fra det befruktede egget (blastocyst, og senere embryo) påvirke det gule legemet til å opprettholde produksjonen av progesteron. Dette er viktig for å holde livmorslimhinnen stabil og mottakelig slik at det befruktede egget kan feste seg i livmoren.

Uten befruktning vil mangel på hCG føre til at det gule legemet etter noen dager tilbakedannes. Uten progesteron fra det gule legemet vil livmorslimhinnens tykkelse ikke vedlikeholdes og den vil støtes ut. Dette gir menstruasjonsblødning.

Lutealfasen kalles også sekresjonsfasen, fordi progesteron også stimulerer slimproduksjon i livmoren.