在绵羊中，大约6～8％的公羊是“同性恋”，即对发情母羊毫无兴趣，却会试图与公羊交配。这使得公羊成为研究性取向的生物机制的绝好实验材料。许多项研究表明，在胎儿发育时，性激素能让哺乳动物大脑的结构和化学功能发生永久的变化，从而决定了成年后的性取向。例如，同性恋公羊大脑杏仁核中雌激素受体的数量明显少于异性恋公羊，

    而与母羊的相当。因为大脑杏仁核与嗅觉有关，这意味着同性恋公羊对与性刺激有关的嗅觉信息的处理可能与异性恋公羊不同。异性恋公羊下丘脑视前核显著大于母羊和同性恋公羊，大约是它们的两倍。

    在人类中也存在着相似的情况。早在1991年，美国神经生物学家利维（Simon LeVay）在解剖了异性恋与同性恋男子的尸体后，发现在下丘脑前端一个被称为INAH-3的区域，同性恋男子显著小于异性恋男子，而与女子的相当。从而引发了一场激烈的争论：人类的同性恋现象是不是由先天的生理结构决定的，而不是像一般人设想的那样，是生长环境导致或个人选择的结果？

   对孪生子的研究也表明，男同性恋有其遗传因素。在同卵孪生子（基因完全相同）中，如果有一个是同性恋，那么另一个也是同性恋的可能性达50％；但是对异卵孪生子（基因只有一半相同）来说，如果有一个是同性恋，那么另一个也是同性恋的可能性则只有20％。

    如此看来，还存在与性取向有关的基因了。这个或这套“同性恋基因”在哪里呢？1993年，美国遗传学家哈默（Dean Hamer）等人在调查了114个男同性恋家庭后发现，同性恋看来是母系遗传的。他们进一步对同性恋兄弟的X染色体（只遗传自母亲的染色体）做了比较，认为同性恋基因位于X染色体上一个被称为Xq28的片段上。此后其他实验室也做了类似研究，但是并不能重复出哈默等人的结果。要解决这个争议，需要有更大样本的调查。14年过去了，还没有人能够确定究竟是哪一个或哪几个基因在影响着人的性倾向。

   无论如何，种种证据都表明，有相当一部分——很可能是大部分——男同性恋是先天决定的，与后天生活环境无关。这个结论有其社会影响。