决定个体性别发育的基因被称为性别决定基因。由X染色体和
Y染色体决定
在所有哺乳类引起机体雄性化作用的步骤显然是一致的: 来此父本的
Y染色体含有性别决定区－Y（Sry）基因，这个基因诱导未分化的性腺形成睾丸（不是卵巢）。然后，睾丸分泌激素使机体的其他部分雄性化。这些雄性化睾丸的激素中有两个激素是抗缪勒(antimullerian)激素，即抑制雌性生殖管发育的蛋白和睾酮。睾酮是一种甾醇，它能促进雄性生殖管的发育和雄性化外生殖器。在使机体雄性化过程中，睾酮首先与
雄激素受体结合，然后睾酮－受体复合物与DNA结合，从而调节
基因表达和促进向雄性分化。如果
Sry基因缺失（像在接受父本X染色体的雌性），性腺发育成卵巢，在没有暴露于睾丸激素的情况下，机体形成雌性外形。在对激素作用敏感的发育特别时期，生殖器官将仅仅对睾丸激素作出反应；在成年期激素处理对雌性的生殖器形态的影响甚微。
多数雌雄异株植物的
Y染色体存在雄性决定基因和雌性抑制基因，雄性决定基因决定花药、花丝的发育和
小孢子体方向减数分裂，雌性抑制基因抑制子房、柱头的发育以及
大孢子体方向减数分裂。然而有些
雌雄异株植物则不是如此，就拿喷瓜来说，性别受到一组等位基因D、+、d控制，D基因决定雄株，+基因决定雌雄同株，d基因决定雌株，且D基因相对+、d基因为显性，+基因相对d基因为显性，因而D_基因型为雄株，+_基因型为雌雄同株，dd基因型为雌株；再看玉米，性别受到两组等位基因B—b、T—t影响，当B基因和T基因同时存在时为雌雄同株，只存在T时为雄株，不存在T时为雌株，因此B_T_基因型为
雌雄同株，bbT_基因型为雄株，B_tt或bbtt基因型为雌株。