Mối quan hệ sinh học với xu hướng tình dục là chủ đề của nghiên cứu đang diễn ra. Các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn về nguyên nhân chính xác của xu hướng tình dục nhưng họ suy đoán rằng đó là do sự tương tác phức tạp giữa di truyền, hormone và ảnh hưởng của môi trường. Mặc dù có nhiều quan điểm khác nhau nhưng sự ủng hộ cho các lý thuyết sinh học dường như vững chắc hơn, đặc biệt là về nguồn gốc của xu hướng tính dục nam và bằng chứng về ảnh hưởng của môi trường xã hội mắc phải là tương đối yếu.
Nội tiết tố có ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của thai nhi và là một trong những giả thuyết mạnh mẽ nhất giải thích sự phát triển của xu hướng tính dục. Trong quá trình này, não của thai nhi ban đầu phát triển ở trạng thái “nữ”. Các vùng quan trọng nhất bao gồm INAH3 (nhân ba thất trước) và nhân dọc đầu giường (BSTc), và đặc tính phát triển của các vùng này thường phụ thuộc vào nồng độ hormone. Nếu thai nhi nhận đủ testosterone sau 12 tuần sẽ thúc đẩy sự phát triển của INAH3, giúp định hướng hành vi tình dục của nam giới, đặc biệt là thu hút phụ nữ.
Nếu INAH3 không nhận đủ testosterone và bị ức chế bởi estrogen, có thể khiến INAH3 mang đặc điểm của phụ nữ, dẫn đến xu hướng đồng tính luyến ái.
Nghiên cứu cho thấy những người đồng tính nam nói chung có thể có mật độ tế bào INAH3 cao hơn những người đàn ông dị tính, mặc dù tổng số tế bào thần kinh là tương tự nhau. Điều này cho thấy những người đàn ông này có thể đã tiếp xúc với mức testosterone thấp hơn trong thời kỳ bào thai hoặc đặc biệt nhạy cảm với tác động nam tính hóa của nó.
Nghiên cứu cho thấy rằng khi số lượng con trai mà một người phụ nữ sinh ra tăng lên thì khả năng những đứa con trai tiếp theo sẽ bị thu hút bởi người đồng giới cũng tăng lên. Trong thời kỳ mang thai, các tế bào từ bào thai nam đi vào tuần hoàn máu của người mẹ, gây ra phản ứng miễn dịch ở người mẹ, sau đó các kháng thể có thể cản trở quá trình tình dục hóa não của bào thai nam trong tương lai, khiến nó có vẻ nữ tính về mặt hấp dẫn tình dục. Trạng thái mặc định.
Mức kháng thể ở người mẹ tăng lên khi có thêm một đứa con trai, giải thích hiện tượng trước đây được gọi là hiệu ứng thứ tự sinh con của anh chị em.
Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng yếu tố di truyền cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành xu hướng tình dục. Các nghiên cứu về sinh đôi đã chỉ ra rằng các cặp song sinh giống hệt nhau có xu hướng đồng giới hoặc không khác giới tính nhất quán hơn, điều này có thể chứng minh ảnh hưởng của gen trong vấn đề này. Tuy nhiên, cái gọi là yếu tố môi trường không tương đương với yếu tố xã hội, ảnh hưởng của môi trường còn bao gồm cả những phần phi xã hội, chẳng hạn như ảnh hưởng trong quá trình phát triển của thai nhi, vẫn cần được khám phá thêm.
Nếu các cặp song sinh giống hệt nhau có khuynh hướng tình dục nhất quán hơn, điều này có thể có nghĩa là không thể bỏ qua ảnh hưởng của gen đến xu hướng tình dục.
Nghiên cứu liên kết gen cho thấy một số vùng nhất định trên nhiễm sắc thể X có thể liên quan đáng kể đến xu hướng tình dục nam giới. Năm 1993, Dean Hamer và những người khác công bố nghiên cứu cho thấy đàn ông có xu hướng đồng tính luyến ái có nhiều họ hàng đồng tính trong gia đình ngoại của họ, điều này làm dấy lên cuộc tranh luận rộng rãi về cái gọi là "gen đồng tính".
Ngoài ra, nghiên cứu về xu hướng tính dục cũng mở rộng sang hệ thống mô hình động vật và những nghiên cứu này giúp mọi người hiểu được mối liên hệ giữa sinh học và hành vi tình dục.
Trong nghiên cứu trong tương lai, các nhà khoa học không chỉ cần khám phá các quá trình sinh học trong quá trình phát triển của thai nhi mà còn xem xét các tương tác phức tạp giữa sinh học thần kinh, gen và môi trường. Cuối cùng, liệu chúng ta có hiểu được những bí ẩn sâu xa hơn đằng sau xu hướng tính dục không?