正常人类个体具有23对46条染色体，最后一对即第23对与性有关，称为性染色体。男性的性染色体由一条大的X型染色体和一条翻转的小的Y型染色体组成，而女性的性染色体则由两条X型染色体组成。不同的染色体组合会引起随后产生的性器官、性腺等一系列变化，因此，染色体组成是性的根本的决定因素。对于新生儿来说，母亲总是贡献一条X染色体， 父亲则既可能给予X也可能给予Y染色体。一般来讲，如果胎儿具有Y染色体， 则皮质逐渐退化，髓鞘逐步发育长成睾丸；否则，髓鞘会慢慢萎缩，皮质则逐步发育成为卵巢。至此，人的第一性征出现。
男性的睾丸分泌雄性激素睾丸酮：女性的卵巢分泌雌性激素和黄体酮， 女性体内少量的雄性激素则由肾上腺分泌。除了性腺之外，人的大脑垂体也分泌影响生殖器官和性行为的激素， 但它对两性分化所起的作用是间接实现的。
性激素促进两性分化的关键时期分别是胎儿期和青春期。进入青春期以后， 两性性激素的分泌量都开始增加， 其作用是发展两性的第二性征（第一性征是生殖器官）：男性的声带增厚、喉结出现、长出胡须；而女性胸部发育、脂肪丰厚并开始出现月经周期。至此，男女两性生理上的性特征得到了充分的发展，发育为成熟的男性与女性。
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