Học viện Nhi khoa Hoa Kỳ (American Academy of Pedeatrics) khẳng định rằng "Xu hướng tính dục chỉ được quyết định bởi sự tổng hợp của kiểu gen, hoocmon và ảnh hưởng môi trường".[11] Nhiều tranh cãi tiếp tục dựa trên các yếu tố sinh học và/hoặc tâm lý như kiểu gen và sự hoạt động của một số hoocmon ở bào thai. Sigmund Freud và các nhà tâm lý khác xác nhận rằng sự hình thành xu hướng tính dục do nhiều nhân tố trong đó có những điều trải qua khi còn nhỏ.

Nhân tố môi trường

Hoocmon tác động lên bào thai

Giả thuyết về hoocmon cho rằng sự hoạt động của những hoocmon tác động lên sự khác biệt giới tính và cũng tác động lên xu hướng tính dục, xu hướng tính dục này sẽ thể hiện khi trưởng thành. Hoocmon giai đoạn bào thai có thể là một nhân tố chính cũng như kết hợp với kiểu gen và/hoặc điều kiện môi trường và xã hội.[12]

Thứ tự trong gia đình

Những nghiên cứu gần đây cho rằng những người nam có nhiều anh trai có khả năng là đồng tính cao hơn. Tuy nhiên điều này vô hiệu khi người đó thuận tay trái.[13]

Nhân tố kiểu gen

Các nghiên cứu phát hiện rằng nhiều nhân tố sinh học liên quan tới hình thành xu hướng tính dục bao gồm kiểu gen, hoocmon giai đoạn bào thai và cấu trúc não. Không có yếu tố nào là duy nhất và nghiên cứu đang tiếp tục. Những nghiên cứu trên người sinh đôi cho thấy nhân tố kiểu gen là chủ yếu nhưng cách lập luận trong những nghiên cứu đó cũng gặp khó khăn. Một nghiên cứu gần đây đã nêu lên rằng kiểu gen không phải là nhân tố chủ yếu.[14]

Song tính luyến ái bẩm sinh

Sigmund Freud giới thiệu khái niệm song tính luyến ái bẩm sinh dựa trên công trình của Wilhelm Fliess, một cộng tác của ông. Theo giả thuyết này, tất cả mọi người đều sinh ra là song tính luyến ái nhưng trải qua quá trình tâm lý, bao gồm các nhân tố bên trong lẫn bên ngoài trở nên đơn tính luyến ái (monosexual, đồng tính hoặc dị tính) nhưng thiên hướng song tính vẫn còn tiềm ẩn.

Khả năng lựa chọn

Theo bác sĩ Angela Pattatucci, một nhà sinh học lâm sàng, "Thật sai lầm khi cho rằng xu hướng tính dục là do lối sống – có ai muốn mình là người thuận tay trái như một cách lựa chọn lối sống? Nhưng sự sai lầm này đã được nói trên thông tin đại chúng và ngày càng phổ biến. Khi những phóng viên dùng từ lối sống, đó là sự lười suy nghĩ. Nhiều người tôn sùng từ này vì trong nhiều trường hợp, người ta cho rằng xu hướng tính dục là sự lựa chọn của mỗi người, là phù phiếm và bất bình thường, là những gì bạn làm đi ngược với thiên hướng bên trong của bạn. Tôi rất tiếc, điều này là không đúng." [15]

Trong vụ kiện 1993 chống lại Bổ sung Colorado 2 (Colorado Amendment 2) đã vi phạm luật chống phân biệt đối xử người đồng tính, Dean Hamer nêu lên "Vì con người không thể lựa chọn giới tính, họ không thể lựa chọn cũng như thay đổi xu hướng tính dục. Con người không thể thay đổi giới tính. Xu hướng tính dục là bẩm sinh và không thể thay đổi". Simon LeVay bác bỏ "…áp lực của vụ kiện đã làm cho các nhân chứng trở nên cực đoan hoặc đơn giản hóa vấn đề hơn. Lập luận của Hamer đã đi xa hơn dữ kiện ở hai điểm. Thứ nhất, nó đã bác bỏ mọi khả năng lựa chọn xu hướng tính dục nếu như kiểu gen chỉ là một trong nhiều nhân tố. Có thể xây dựng một giả thuyết rằng xu hướng tính dục bao gồm một "kiểu gen đồng tính" và một sự mong muốn đồng tính. Thứ hai, nó đã đánh đồng kiểu gen và tính cố định, điều này phát sinh nhiều vấn đề." [16]