Motywacja seksualna jest procesem biologicznym, który zachodzi, gdy organizm jest podekscytowany bodźcami, które są istotne dla jego celów reprodukcyjnych. Głównymi hormonami płciowymi uczestniczącymi w tym procesie są estrogen, testosteron, progesteron, hormon luteinizujący, hormon folikulotropowy, prolaktyna, hormon wzrostu, hormon tarczycy i oksytocyna. Estrogen jest przede wszystkim odpowiedzialny za rozwój i utrzymanie żeńskich drugorzędnych cech seksualnych, takich jak piersi, dystrybucji tkanki tłuszczowej i regulacji miesiączki. Testosteron jest związany z męskich cech, takich jak włosy twarzy, masy mięśniowej i głębokiego głosu. Progesteron przygotowuje macicę do ciąży podczas owulacji. Hormon luteinizujący kontroluje produkcję testosteronu u mężczyzn. Hormon folikulotropowy reguluje wydobycie jaj z jajnika. Prolaktyna bierze udział w produkcji mleka podczas karmienia piersią. Hormon wzrostu promuje wzrost i naprawę komórek. Hormon tarczycy wpływa na tempo przemiany materii i wydatki energetyczne. Oksytocyna odgrywa rolę w wiązaniu społecznym i orgazmie. U ludzi motywacja seksualna zaczyna się od połączenia czynników środowiskowych i genetycznych. Wskazówki środowiskowe, takie jak bodźce wzrokowe lub słuchowe, mogą powodować zmiany fizjologiczne, takie jak zwiększone tętno i przepływ krwi do narządów płciowych. Zmiany te zwiększają poziom dopaminy w mózgu, które aktywują ścieżkę nagród i zwiększają przyszłe reakcje na podobne bodźce. Podwzgórze uwalnia hormon uwalniający gonadotropinę (GnRH), który sygnalizuje przysadkę mózgową do wytwarzania hormonu luteinizującego i hormonu stymulującego pęcherzyki. Hormony te stymulują uwalnianie odpowiednio estradiolu i testosteronu. Estradiol wiąże się z receptorami na powierzchni komórek całego ciała, w tym mózgu, podczas gdy testosteron wiąże się z receptorami na podwzgórzu, przysadce mózgowej, gruczole krokowym, pęcherzykach nasiennych, jądrach, penisie, łechtaczce, pochwie, sutkach, mięśniach i tkance tłuszczowej. Estrogen i testosteron następnie modulować różne zachowania związane z zaloty, godzenie, i rodzicielstwo.
Zwiększają libido, poprawiają funkcje poznawcze, zwiększają samoocenę i promują agresję. Progesteron promuje płodność, przygotowując macicę do implantacji zarodka. Hormon luteinizujący reguluje produkcję testosteronu u mężczyzn, ale ma niewielki wpływ na kobiety. Hormon folikulotropowy pomaga utrzymać funkcję jajników i zdrowie jaj. Prolaktyna zwiększa produkcję mleka podczas karmienia piersią. Hormon wzrostu wpływa na czas dojrzewania i tempo wzrostu, podczas gdy hormon tarczycy kontroluje tempo przemiany materii i wydatki na energię. Oksytocyna bierze udział w wiązaniu społecznym, zachowaniu matki i orgazmie. Razem hormony te stymulują motywację seksualną i pozwalają organizmom skutecznie się rozmnażać.