Биоэволюционная теория Э. Миллера считает гомосексуальность побочным, но вполне закономерным продуктом эволюции. По этой теории, природа объективно заинтересована в разнообразии. Некоторые мужские качества, такие как сила и агрессивность, способствующие успеху в борьбе с другими самцами, в других отношениях невыгодны. Слишком агрессивные самцы отпугивают самок, которые предпочитают более спокойных и заботливых партнеров, давая им определенные репродуктивные преимущества. Кроме того, некоторые виды деятельности требуют сочетания мужских и женских качеств (например, балетный танцовщик должен сочетать мужскую силу с женским изяществом). Эволюция закрепляет соответствующие гены и особенности строения головного мозга. Но при этом возможен «перебор»: один аллель некоего гена, повышающего эмоциональную чувствительность мужчины, увеличивает его успех и репродуктивные шансы у женщин, а два точно таких же аллеля приводят к противоположному результату, делая мужчину женоподобным и смещая направление его сексуальных интересов.
Нечто подобное существует и у женщин: напористость и энергия, которые традиционно считаются мужскими качествами, облегчают женщине завоевание сексуального партнера. Но если этих качеств у женщины слишком много, она начинает походить скорее на мужчину, что проявляется и в ее эротике. Иными словами, эта теория рассматривает гомосексуальность как побочный продукт процесса половой дифференциации. Однако некоторые ее положения чисто умозрительны и не вызывают у многих ученых доверия.
Нет единой теории гомосексуальности и у других биологических дисциплин. В 1950-60-х годах особые надежды возлагались на эндокринологию. Предполагалось, полагая, что сексуальная ориентация зависит главным образом от соотношения мужских (андрогены) и женских (эстрогены) половых гормонов.
Ученые спрашивали себя:
а) существуют ли у гомосексуалов какие-либо характерные гормональные аномалии;
б) обнаруживают ли люди с определенными эндокринными нарушениями повышенную склонность к гомосексуальности;
в) может ли гормонотерапия изменить сексуальную ориентацию?
После того, как ответы на эти вопросы оказались отрицательными, в центр внимания попала нейроэндокринная теория, считающая гомосексуальность следствием нарушения гормонального баланса на ранних, еще в утробе матери, стадиях развития организма, в результате чего задерживается или нарушается половая дифференциация головного мозга и связанного с нею полодиморфического поведения. Эти исследования дали много интересных данных, но зависимость сексуальной ориентации от гормонов оказалась очень сложной и опосредованной, так что говорить о решающей или существенной роли гормональной регуляции в развитии гомосексуальности, за исключением лиц с явными физическими признаками интерсексуальности (феминизированные мужчины и маскулинизированные женщины) ученые считают преждевременным.
Нейроэндокринологические исследования тесно связаны с нейроанатомическими. Поскольку человеческий мозг дифференцирован по полу, ученые начали сравнивать не только мужской и женский мозг, но также мозг гетеро-, гомо- и транссексуалов и обнаружили у них незначительные анатомические или функциональные различия. Но эти данные весьма противоречивы и что из них вытекает (если вообще вытекает), никто сказать не может.
Наибольших успехов в изучении биологии гомосексуальности добилась в последние годы генетика.