目前对于先天成因的研究,主要集中在对生理因素的特定上,但是至今没有一个理论得到确证或者是公认,其中包括胎儿期染色体遗传基因、大脑结构、性激素水平,在生物学因素的研究上,关于遗传因素影响最引人注目,它通过对同卵双生兄弟和异卵双生兄弟中,同性恋同时发生的比例得到了一个比较可靠的结论,探讨遗传因素部分影响了同性恋倾向的形成,研究表明同卵双生兄弟同为同性恋者的发生率为57%,而异卵双生兄弟只占24%,而一般兄弟同为同性恋者的发生率为13%,目前,大多数认为性激素影响脑性分化及个体性倾向的可能机制与性激素对神经元的作用相关。
一个可能的机制就是性激素对脑神经元的一个间接作用,也就是通过和脑内特定部位的细胞内受体相结合,形成复合物,然后经过核转运于基因上有特异的激素反应元件结合,影响特定基因的表达以及蛋白质的合成。
另一条可能的途径就是性激素的直接作用,通过改变某些脑区神经元的膜通透性,进而影响神经递质的释放、摄取、灭活、合成,以及突触后膜受体敏感性起作用,性激素和多种神经递质之间相互作用,影响脑的性分化和个体的性取向,进而形成特殊的神经内分泌的效应。