Luteinizační hormon se váže na buňky pouzdra vaječníkového folikulu a na vnitřní buněčnou vrstvu folikulu a testikulární Leydigovy buňky přes receptor společný s lidským choriovým gonadotropinem (hCG).
Luteinizirajoči hormon se veže na ovarijske teka (in granuloza) celice in na Leydigove celice testisov, na receptor, ki je skupen humanemu horionskemu gonadotropinskemu hormonu (hCG).