Các nhà tội phạm học từ lâu công nhận rằng có những kết nối giữa hầu hết những kẻ giết người hàng loạt và các nạn nhân chúng lựa chọn. Về nhâu khẩu, những kẻ giết người hàng loạt thường nhắm tới nữ hơn nam, và giết người lạ nhiều hơn thành viên gia đình và người quen, trái với những kẻ tấn công giết người riêng lẻ, thường có khuynh hướng giết nam giới hơn phụ nữ, trong khi những vụ tấn công bạn bè và thành viên gia đình cũng phổ biến hơn.[51]

Những vụ giết hại của những kẻ giết người hàng loạt thường có động cơ tình dục, dù có một số ngoại lệ. Động cơ tình dục ủng hộ lý thuyết rằng những kẻ giết người hàng loạt thường có tiêu chí cụ thể và mối quan tâm tình dục cụ thể thúc đẩy sự lựa chọn của chúng với một số nạn nhân. Quá trình lựa chọn nạn nhân khiến những kẻ giết người hàng loạt khác biệt so với những loại kẻ giết người khác.[51] Những kẻ giết người hàng loạt là người đồng tính, như Jeffrey Dahmer hay Dennis Nilsen, thường giết những người đồng tính nam khác.

Tại Hoa Kỳ, những kẻ giết người hàng loạt thích nhắm vào các nạn nhân trong độ tuổi 18–50. Đa số nạn nhân là người da trắng, ủng hộ cho giả thuyết của những nhà nghiên cứu rằng những kẻ giết người hàng loạt là intra-racial[52] Những kẻ giết người hàng loạt nữ thường giết những người quen thuộc với chúng, trái với nam thường chọn mục tiêu là người lạ. Với kẻ giết người hàng loạt nữ, trong lịch sử chồng và những đứa con là chọn lựa nạn nhân đầu tiên. Phần trăm những kẻ tấn công giết ít nhất một kiểu nạn nhân là trẻ em, nam giới ở mức 21% trong khi nữ giới là 39%.[53]