У человека дифференцировка гонад происходит примерно на шестой неделе внутриутробного развития. В это время у зародыша с мужским XY-набором половых хромосом образуются семенники (тестикулы), а у зародыша с женским ХХ-набором половых хромосом — яичники. Половые железы возникают под воздействием фетальных (от лат. fetus — плод) факторов — веществ, вырабатываемых вследствие экспрессии нескольких генов в «женской» X- или в «мужской» Y-хромосоме. Этот запуск половой дифференцировки и образования половых желёз необратим. В дальнейшем возникшие семенники или яичники в норме вырабатывают «свои» половые гормоны и обеспечивают дальнейшую половую дифференцировку и наличие половых признаков.
Следует заметить, что женские половые гормоны не детерминируют дальнейшее половое развитие. Они лишь усиливают дальнейшее развитие базисного женского пола. Детерминатором являются мужские половые гормоны, именно их наличие обеспечивает дальнейшее половое развитие. При отсутствии воздействия «мужских» факторов у организма развиваются женские половые признаки. Это, например, может быть при синдроме Тернера, связанного с наличием только одной хромосомы (ХО) у человека, когда отсутствует вторая X- или Y-хромосома. У таких организмов нет мужских или женских половых желёз, но развиваются женские наружные половые органы. При кастрации эмбрионов самцов развиваются вторичные половые признаки самок, а при введении мужского полового гормона эмбрионам или новорождённым с женскими половыми железами развиваются вторичные мужские половые признаки.
Таким образом, сигнальными веществами, запускающими половую дифференцировку и выработку тех или иных половых гормонов, могут быть сами половые гормоны.
Фетальные гормоны обеспечивают и дифференцировку определённых отделов мозга, регулирующих половые различия в поведении. Во время такой половой дифференцировки нервных путей у человека между четвёртым и шестым месяцами внутриутробного развития гонады начинают вырабатывать собственные гормоны. В преоптической области гипоталамуса плода они вызывают половую специализацию нейробластов. Во взрослом состоянии это проявляется в том, что у мужчин преоптическое ядро гипоталамуса морфологически больше, чем у женщин. У гетеросексуально ориентированных мужчин величина интерстициального ядра гипоталамуса больше, чем у гомосексуально ориентированных. Именно эта область мозга связана с половым поведением. Её разрушение ведёт к исчезновению попыток копуляции в эксперименте на животных. Раздражение этого участка у обезьян вызывает эрекцию, эйякуля-цию или мастурбацию. Размер этой области у самцов по сравнению с самками в три-семь раз больше. В то же время пренатальное стрес-сирование уменьшает размер этого участка мозга.