Нет единой теории гомосексуальности и у других биологических дисциплин. В 1950–60-х годах особые надежды возлагались на эндокринологию. Предпологалось, полагая, что сексуальная ориентация зависит главным образом от соотношения мужских (андрогены) и женских (эстрогены) половых гормонов. Ученые спрашивали себя, а)существуют ли у гомосексуалов какие-либо характерные гормональные аномалии; б) обнаруживают ли люди с определенными эндокринными нарушениями повышенную склонность к гомосексуальности; в) может ли гормонотерапия изменить сексуальную ориентацию? После того, как ответы на эти вопросы оказались отрицательными, в центр внимания попала нейроэндокринная теория, считающая гомосексуальность следствием нарушения гормонального баланса на ранних, еще у утробе матери, стадиях развития организма, в результате чего задерживается или нарушается половая дифференциация головного мозга и связанного с нею полодиморфического поведения. Эти исследования дали много интересных данных, но зависимость сексуальной ориентации от гормонов оказалась очень сложной и опосредованной, так что говорить о решающей или существенной роли гормональной регуляции в развитии гомосексуальности, за исключением лиц с явными физическими признаками интерсексуальности (феминизированные мужчины и маскулинизированные женщины) ученые считают преждевременным.

Нейроэндокринологические исследования тесно связаны с нейроанатомическими. Поскольку человеческий мозг дифференцирован по полу, ученые начали сравнивать не только мужской и женский мозг, но также мозг гетеро-, гомо- и транссексуалов и обнаружили у них незначительные анатомические или функциональные различия. Но эти данные весьма противоречивы и что из них вытекает (если вообще вытекает), никто сказать не может.