Le cellule di Leydig rilasciano una categoria di ormoni chiamati androgeni. Secernono testosterone, androstenedione e deidroepiandrosterone (DHEA), quando sono stimolate dall'ormone luteinizzante ipofisario (LH). l'LH aumenta l'attività dell'enzima colesterolo desmolasi (associato alla trasformazione del colesterolo in pregnenolone), incentivando la sintesi e secrezione di testosterone da parte delle cellule di Leydig.