Ngay sau khi Masters và Johnson xuất bản cuốn sách của họ, một số học giả đã chỉ trích mô hình của họ về chu kỳ đáp ứng tình dục của con người. Ví dụ, Helen Singer Kaplan lập luận rằng Masters và Johnson chỉ đánh giá phản ứng tình dục từ góc độ sinh lý, và các yếu tố tâm lý, cảm xúc và nhận thức cần phải được xem xét. Do đó, cô đã đề xuất mô hình của mình về chu kỳ đáp ứng tình dục bao gồm ba giai đoạn: ham muốn, hưng phấn và cực khoái. Cô lập luận rằng ba giai đoạn này có mối liên hệ với nhau, nhưng chúng có cơ chế sinh lý thần kinh khác nhau.[23] Tương tự, Paul Robinson lập luận rằng các giai đoạn phấn khích và cao nguyên là như nhau; ông chỉ trích tác phẩm của Masters và Johnson vì không phân biệt rõ ràng khi giai đoạn phấn khích kết thúc và khi giai đoạn cao nguyên bắt đầu.[24]

Một mô hình khác đã được đưa ra là mô hình động lực khuyến khích. Mô hình giải thích rằng ham muốn tình dục đến từ sự tương tác giữa hệ thống phản ứng tình dục nhạy cảm và các kích thích có trong môi trường. Các nhà nghiên cứu cho rằng mô hình này ủng hộ ý kiến cho rằng ham muốn tình dục không phải là tự phát. Hơn nữa, mô hình này ngụ ý rằng trường hợp không phải là người ta có quan hệ tình dục bởi vì người ta cảm thấy ham muốn tình dục; đúng hơn, trường hợp là người ta cảm thấy ham muốn tình dục bởi vì người ta có quan hệ tình dục.[25]

Rosemary Basson đề xuất một mô hình thay thế của phản ứng tình dục. Cô cho rằng mô hình tuyến tính rất tốt trong việc giải thích phản ứng tình dục của nam giới nhưng nó giải thích kém về phản ứng tình dục của phụ nữ; do đó, cô đưa ra một mô hình tròn.[22] Cô nói rằng sự gần gũi hoặc gắn bó với bạn tình làm tăng hiệu quả của việc kích thích tình dục. Điều này dẫn đến tăng hưng phấn tình dục, cuối cùng có thể dẫn đến cực khoái. Do đó, hưng phấn tình dục tích cực này tiếp tục ham muốn tình dục mà phụ nữ cảm thấy, và ham muốn này làm tăng sự thân mật với đối tác.[22] Các nhà nghiên cứu khác đã cố gắng đánh giá chức năng tình dục của phụ nữ theo mô hình mới này nhưng đã tìm thấy kết quả trái ngược nhau. Trong một nghiên cứu được thực hiện bởi Giles và McCabe, họ đã phát hiện ra rằng mô hình tuyến tính của phản ứng tình dục là một yếu tố dự báo tốt về hoạt động tình dục của phụ nữ (và rối loạn chức năng), trong khi mô hình tròn là một yếu tố tiên đoán kém.[26] Một khi họ sửa đổi con đường của mô hình, mô hình tròn sau đó trở thành một yếu tố dự báo tốt về hoạt động tình dục.[26] Trong một nghiên cứu khác nhìn vào phụ nữ Malaysia, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mô hình tròn thực sự là một yếu tố dự báo tốt về ham muốn và hưng phấn tình dục của phụ nữ.[27] Cần có nhiều nghiên cứu hơn trong lĩnh vực này để chỉ ra liệu mô hình hình tròn mô tả chính xác hơn phản ứng tình dục của phụ nữ.