Сексуальна поведінка, статевий потяг, сексуальні образи, фантазії регулюються мозком. У певних областях мозку, особливо в гіпоталамусі, існують нейронні формули, які контролюють складніші моменти сексуальної поведінки.
Вироблення статевих гормонів та їх регуляція у зрілому віці відбувається в гіпоталамусі. Під час статевого дозрівання, тобто статевого дозрівання, гіпоталамус виділяє гонадотропін-рилізинг-фактори, що стимулюють гіпофіз. Гормони гіпофіза, гонадотроформони, потрапляють у статеві залози через кров. Статеві залози виробляють яйцеклітини та сперму, а гонадотроформони активізують статеві залози, які виділяють власні статеві гормони в кров. Однак було показано, що статеві гормони відіграють незначну роль у статевому потязі. (Наприклад, сексуальна мотивація жінок не зменшується після менопаузи.)
Травма гіпоталамуса, навпаки, може усунути сексуальний інтерес та поведінку.
Вивчаючи сексуальну поведінку та звички, важливо враховувати культурні відмінності. Якщо в 1940-х і 1950-х роках США, як і західноєвропейські країни, були сексуально обмежувальною державою, то наприкінці 1970-х років в результаті сексуальної революції вони стали набагато спокійнішим, прийнятнішим суспільством. У 1940-х і 1950-х роках, Американці лише статеві зносини в рамках шлюбу вважалися законними, позашлюбний або передшлюбний секс, а гомосексуальні зносини засуджувались і навіть заборонялися законом. Однак це не означало, що такі "заборонені" стосунки не проводились, але через соціальне судження ці стосунки супроводжувались глибоким почуттям провини та сорому.
До шлюбу стосунки, статеве життя прийняті. В результаті сексуальної революції сексуальна поведінка людей змінилася: ця зміна була більш значною серед жінок, ніж серед чоловіків. Хоча жінки стають все більше і більше схожими на чоловіків з точки зору сексуальної поведінки, вони все одно відрізняються в деяких основних речах. Більшість жінок, які займаються сексом до шлюбу, мають лише одного або двох партнерів, а також емоційно пов’язані з ними. З іншого боку, чоловіки зазвичай займаються сексом з кількома партнерами. Опитування показують, що і чоловіки, і жінки мають більше одного статевого партнера протягом п'яти років.
Жінки та чоловіки також по-різному ставляться до сексу. Жінки сприймають секс як частину любовного зв’язку, тоді як чоловіки не обов’язково.
Серед жінок емоційна зрада викликає жорстоку реакцію на ревнощі, незалежно від того, чи була невірність статевим актом, тоді як чоловіки не можуть пробачити сексуального утримання. Різниця між чоловічими та жіночими моделями сексуальної поведінки зберігається незалежно від сексуальної орієнтації. Лесбійки-жінки-партнери, як правило, займаються любов'ю рідше, ніж гетеросексуальні пари, тоді як чоловіки-геї займаються не раз.
Поділилися думки щодо того, чи є сексуальна орієнтація дорослих досвідом, набутим на ранніх етапах життя людини, чи вродженим біологічним фактором. Значна частина досліджень на цю тему спростовує те, що гомосексуалізм базується на досвіді дитинства та юності. Дослідники вважають, що гомосексуальна орієнтація є вродженою і може бути простежена до генетичних причин.