قد يتشكل التوجه الجنسي من خلال الجينات، والبيئة الرحمية المبكرة (مثل الهرمونات الجنينية)، وبنية الدماغ.
وهذه واحدة من أهم الفرضيات لتشكيل التوجه الجنسي من حيث تطور الجنين والتأثيرات الهرمونية. باختصار، الحالة الأولية لدماغ الجنين النامي هي "أنثوية". إذا حصل الجنين على ما يكفي من هرمون التستوستيرون، فإن INAH3 (النواة الخلالية الثالثة للمهاد الأمامي) سوف تصبح أكبر وترتبط بالسلوك الجنسي الذكري النموذجي. ومع ذلك، إذا لم يتم الحصول على كمية كافية من هرمون التستوستيرون، فقد يؤدي ذلك إلى تشكل انجذاب نحو الجنس نفسه.
أظهرت الدراسات أن INAH3 في الرجال المثليين قد يتعرض لمستويات أقل من هرمون التستوستيرون مقارنة بالرجال المغايرين جنسياً.
وأظهرت العديد من التجارب أيضًا أن الاستجابة المناعية للأم أثناء نمو الجنين قد تكون سببًا في المثلية الجنسية أو ازدواجية الميول الجنسية لدى الرجال. مع زيادة عدد الأبناء الذين تنجبهم المرأة، تزداد احتمالية أن يطور أبناؤها الذين يولدون لاحقًا ميولًا مثلية جنسية بشكل كبير، وهي الظاهرة المعروفة باسم تأثير ترتيب الولادة الأخوي. ويعتقد أن هذا التأثير يفسر ما بين 15% و29% من المثلية الجنسية لدى الذكور، بحسب الأبحاث.
من حيث بنية الدماغ، فإن النواة ثنائية الشكل الجنسي (SDN-POA) هي منطقة رئيسية تختلف بين الجنسين في البشر والعديد من الثدييات. أظهرت الدراسات أن مستوى جين INAH-3 لدى الرجال المثليين أقل بشكل ملحوظ من نظيره لدى الرجال المغايرين جنسياً. وتُظهِر هذه الظاهرة الاختلاف في النواة ثنائية الشكل بين الجنسين في تطور الدماغ لدى المثليين جنسياً، وهو ما يقودنا إلى فهم التوجه الجنسي.
وقد أكدت الأبحاث العلمية منذ فترة طويلة الارتباط الوثيق بين بعض هياكل الدماغ والتوجه الجنسي.تشير الأبحاث حول التأثيرات الجينية إلى أن مجموعة متنوعة من الجينات قد تلعب دورًا في التوجه الجنسي. وباستخدام طريقة البحث عن التوائم، أجرى العلماء عددا كبيرا من التحليلات، وأظهرت النتائج أن التوائم المتطابقة أكثر تشابها في التوجه الجنسي من التوائم غير المتطابقين، مما يشير إلى التأثير المحتمل للجينات على تشكيل التوجه الجنسي.
أظهرت الأبحاث أنه في بعض نماذج الحيوانات، يكون تشكيل الأدوار الجنسية وسلوك الجذب مدفوعًا بيولوجيًا.
وأخيراً، ورغم عدم وجود استنتاج علمي دقيق يمكنه تفسير الاختلافات في بنية الدماغ بين الرجال المثليين والرجال المغايرين جنسياً بشكل كامل، فإن هذه الدراسات تظهر مدى تعقيد تشكيل التوجه الجنسي وإمكانية المزيد من اتجاهات الاستكشاف في المستقبل. مع تقدم التكنولوجيا، ربما نتمكن من اكتساب فهم أعمق لهذه القضية المثيرة للجدل والمهمة. كم عدد العوامل غير المعروفة التي لا تزال تؤثر على توجهنا الجنسي؟