关于同性恋的成因，学术界主要有三种看法。一种认为是由生理因素造成的，这种同性恋称为素质性同性恋。第二种观点认为是由心理社会因素所致，这种同性恋称为境域性同性恋。最后一种是一些心理学家认为，人类的性倾向有双向发展的可能。同性恋的原因与异性恋的原因没有什么不同，两者同样都是有意义的生活方式，其差别只是选择对象的性别不同而已。第一种看法是以遗传因素、激素水平和大脑结构来考察同性恋问题。第二种观点包括精神分析的观点和行为主义观点。
生理因素
关于遗传因素，有些学者认为，可能是先天遗传的原因导致一个从幼儿起便产生性倒错，进而形成同性恋倾向。比如有的女孩子生来就具有男孩气质，她们不喜欢花衣服、洋娃娃这些女性的物品或玩具，而喜欢刀枪、棍棒，因此她们被称为“假小子”。可以说，她们的思维和行为方式以及整体气质都是男性化的，角色认同于男性，因此她们没有一般女孩子们的娇柔，喜欢和一些弱小的女孩一起玩，去保护她们。这种做法强化了她们内心男性化的欲望，显示了同性恋的倾向。
进入青春期，她们的性取向依然是男性化的，异性对她们并不能产生很强的吸引力，因此她们的性对象很容易转向同性，进而形成同性恋。对双胞胎的性指向研究发现，同卵双胞胎兄弟中若一人是同性恋，那么另一人也是，几率高达50%以上。一项以4对同性恋兄弟为对象的DNA分析发现，3对兄弟的X染色体的一个特殊区域，兄弟两人竟有5个基因相同。
然而，这些兄弟并无明显的女人气，除了性倾向，他们俩是不同的。说明遗传可能会影响一个人的性取向，但并不是产生同性恋的唯一原因。还有一些研究揭示了同性恋形成的先天因素，如胎儿在脑分化阶段所受的性激素刺激以及母亲在怀孕期间所受到的心理创伤等也可能影响胎儿未来的性倾向。
关于性激素水平，有科学家做的动物实验发现，向怀孕的母鼠子宫里注射激素，确实能够极大地改变其子代的性行为，因此，有人推测是不是类似的情形也同样会发生在人类身上，即通过胎儿期的激素注射改变其性心理和行为。但鉴于人类道德法律问题，这些实验无法在人体进行，因而也没有确凿的证据。此外，有科学家分别测量了同性恋者和异性恋者的激素水平，发现同性恋现象与激素水平有关，但难以确定究竟是激素水平的变化导致了同性恋，还是同性恋的心理及行为引起了激素水平的变化。
关于大脑结构与同性恋的研究，脑科学研究至今还没有作出令世人公认的同性恋完全是先天形成的结论。它存在的疑问也是究竟哪一个是原因还是结果。
