Pohlaví dítěte se určuje v době početí. Když je dítě počato, chromozom ze spermie, buď X nebo Y, se spojí s chromozomem X ve vaječné buňce a určí, zda dítě bude ženského nebo mužského pohlaví. Chromozom (XX) znamená, že dítě bude holčička a (XY) znamená, že to bude chlapec. I když se pohlaví určuje při početí, plod si své vnější pohlavní orgány vyvine až ve čtvrtém měsíci těhotenství sedm týdnů po početí. Plod se zdá být sexuálně lhostejný, nevypadá ani jako muž, ani jako žena. Během následujících pěti týdnů plod začne produkovat hormony, které způsobí, že jeho pohlavní orgány vyrostou buď do mužských, nebo ženských orgánů. Tento proces se nazývá sexuální diferenciace.
Pohlavní chromozomy, které člověk zdědí, určí genetické pohlaví daného jedince. Aby byl člověk geneticky ženou, musí být (XX), zatímco aby byl genetickým mužem, (XY) je potřeba. Je to chromozom Y, který je nezbytný pro vývoj mužských reprodukčních orgánů. Ve skutečnosti se při absenci chromozomu Y embryo vyvine v ženu. Zygota, která dostane pouze jeden chromozom X (XO), vyústí v Turnerův syndrom a vyvine se v ženu.
Sexuální diferenciace je definována jako fenotypový vývoj struktur v důsledku působení hormonů produkovaných po stanovení pohlavních žláz. Pohlaví raného embrya nelze určit, protože reprodukční struktury se diferencují až v sedmém týdnu. Před tím je tkáň považována za bipotenciální, protože ji nelze identifikovat jako muže nebo ženu.
Vnitřní genitálie se skládají ze dvou přídavných kanálků: Wolffian (muž) a Mullerian (žena). Jak vývoj pokračuje, jeden z párů kanálků se vyvíjí, zatímco druhý regresuje. Stanovení pohlaví závisí na přítomnosti nebo nepřítomnosti oblasti určující pohlaví chromozomu Y, známého také jako gen SRY. Za přítomnosti funkčního genu SRY se potenciální gonády vyvíjejí ve varlata.
Gen SRY po přepsání a zpracování produkuje protein SRY, který se váže na DNA a řídí vývoj pohlavních žláz do varlat. K mužskému vývoji může dojít pouze tehdy, když varlata plodu vylučují klíčové hormony v kritickém období v rané fázi těhotenství. Varlata začnou vylučovat tři hormony, které ovlivňují mužské vnitřní a vnější genitálie: vylučují anti-Müllerovský hormon (AMH), testosteron a dihydrotestosteron (DHT). Anti-Müllerovský hormon způsobuje regresi Müllerových kanálků. Testosteron přeměňuje Wolffianovy kanálky na mužské přídavné struktury, včetně nadvarlete, chámovodu a semenného váčku. Testosteron také řídí sestup varlat z břicha do šourku. Dihydrotestosteron rozlišuje zbývající mužské charakteristiky zevních genitálií.