Fase luteal adalah tahap akhir siklus menstruasi (pada manusia dan beberapa hewan lainnya) atau pada tahap awal siklus estrus (pada mamalia-mamalia berplasenta lainnya). Tahap ini dimulai dengan pembentukan corpus luteum dan dapat berujung pada kehamilan atau luteolisis. Hormon utama pada tahap ini adalah progesteron, dan kadarnya jauh lebih tinggi pada tahap luteal bila dibandingkan dengan tahap-tahap lain.
Lawan dari fase luteal adalah fase folikular.