Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng không phù hợp giới tính thời thơ ấu (childhood gender nonconformity) là yếu tố tiên đoán tốt nhất đồng tính luyến ái ở người lớn.[12][13][14][15] Daryl Bem đề xuất rằng vài trẻ em thích các hoạt động tiêu biểu của giới tính đối lập. Các trẻ phù hợp giới tính cảm thấy khác với những trẻ có giới tính đối lập với mình trong khi những trẻ không phù hợp giới tính lại cảm thấy khác với những trẻ cùng giới tính với mình. Do đó trẻ có thể cảm thấy bị kích thích sinh lý khi gần người mà trẻ cho là "khác" với mình. Những kích thích sinh lý này sau đó sẽ chuyển thành ham muốn tình dục. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự không phù hợp giới tính từ nhỏ có thể là do kiểu gen, hoócmôn giai đoạn bào thai, cá tính, cách chăm sóc của cha mẹ và các yếu tố môi trường khác.

Peter Bearman chỉ ra rằng trẻ trai sinh đôi cùng với một trẻ gái có khả năng bị hấp dẫn cùng giới gấp hai lần trừ khi trẻ có thêm một người anh. Ông ta nói sự phát hiện này đã ủng hộ giả thuyết rằng hòa nhập theo giới tính (gender socialization) kém thời thơ ấu và thiếu niên sẽ hình thành sự ưa thích tình cảm đồng giới. Ông đề xuất rằng cha mẹ của những cặp sinh đôi nam nữ thường đối xử trung tính với chúng, song một người anh trai nếu có sẽ giúp hình thành cơ chế hòa nhập theo giới tính để người em trai bắt chước theo.[12] Tuy nhiên, Bearman và Bruckner không tìm thấy bằng chứng trực tiếp về việc xã hội ảnh hưởng đến khuynh hướng lựa chọn giới tính tình dục.[16] Trong thực tế, không có bằng chứng nào cho thấy liên kết xã hội hoá giới tính của cha mẹ ảnh hưởng đến khuynh hướng tình dục của con cái của họ[16] trong khi một số nghiên cứu trên các trẻ sinh đôi đã cho thấy gần như tất cả các sự giống nhau trong gia đình được quan sát cho thấy khuynh hướng tình dục là do gen, không phải môi trường gia đình.[16][17] Tỷ lệ thanh thiếu niên báo cáo có hấp dẫn với người đồng tính là cao hơn so với tỷ lệ báo cáo có kinh nghiệm tình dục đồng tính thực sự. Ngoài việc hấp dẫn giới tính, cơ hội quan hệ tình dục cũng cần thiết. Do cơ hội quan hệ tình dục phụ thuộc nhiều vào cấu trúc xã hội, ảnh hưởng xã hội được cho rằng đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc cụ thể hóa hành vi tình dục hơn là hấp dẫn đồng tính đơn thuần.[12]