天然的雌激素有雌二醇(Estradiol)、雌酮(Estrone）及雌三醇（Estriol)。人们从孕妇尿中分离出雌性激素雌酮、雌二醇及雌三醇的结晶纯品。前两种激素直接从卵巢分泌，雌三醇是它们的代谢产物，三种激素中雌二醇的活性最强。

这些天然的雌激素是A环芳香化的雌甾烷化合物，3位有酚羟基，17位有氧代或β-羟基，雌三醇在16位有a-羟基。雌激素极具价值，用于治疗女性性功能疾病、更年期综合征、骨质疏松，作为口服避孕药以及对预防放射线、对脂质代谢都十分有利的作用。

雌二醇的活性强，但具有作用维持时间短、口服无效的缺点，因此其化学结构修饰的重点为获得使用方便、药效持久、作用专一或副作用少的药物。

根据前药原理将雌二醇3位及17位羟基酯化制成雌二醇的前药，例如苯甲酸雌二醇(EstradiolBenzoate)、戊酸雌二醇(EstradiolValerate)、环戊丙酸雌二醇（EstradiolCypionate)等。这些药物口服无效，肌肉注射后，缓慢水解释放产生雌二醇，产生药理作用，作用时间较长。

天然雌激素及雌二醇酯类口服均无效，在雌二醇17位引入α-乙炔基，使17β-羟基稳定不易被代谢，得到半合成强效雌激素炔雌醇(Ethinylestradiol)；将炔雌醇的3位羟基制成环戊醚，称为炔雌醚(Quinestrol)；在炔雌醚16位引入a-羟基可得到尼尔雌醇(Nilestri-0l)。由于结构中有17a-乙炔基，该类药物可与硝酸银试液反应生成白色沉淀。常见的雌二醇衍生物如下。

炔雌醇(Ethinylestradiol，本品口服有效，活性高于雌二醇，可与孕激素合用作为短效口服避孕药。

炔雌醚(Quinestrol)，活性约为炔雌醇的4倍，作用可维持一个月以上，可与孕激素配伍用作长效口服避孕药。

尼尔雌醇(Nilestriol)，口服长效雌激素，临床用于治疗雌激素缺乏引起的更年期综合征。