Časopis Time, 25. května 1970
Jejich práce začala na katedře porodnictví a gynekologie na Washingtonově univerzitě v St. Louis a pokračovala v nezávislé neziskové výzkumné instituci, kterou založili v St. Louis v Missouri v roce 1964, původně nazvané Reproductive Biology Research Foundation a v roce 1978 přejmenované na Masters & Johnson Institute.
V počáteční fázi svých studií, od roku 1957 do roku 1965, zaznamenali některé z prvních laboratorních údajů o anatomii a fyziologii lidské sexuální odezvy, založených na přímém pozorování 382 žen a 312 mužů v něčem, co konzervativně odhadli na „10 000 kompletních cyklů sexuální odezvy“. Jejich poznatky, zejména o povaze ženského sexuálního vzrušení (například popis mechanismů vaginální lubrikace a vyvrácení dřívější široce rozšířené představy, že vaginální lubrikace pochází z děložního čípku) a orgasmu (ukazující, že fyziologie orgasmické odezvy byla identická, ať už šlo o stimulaci klitorální nebo vaginální, a dokazující, že ženy byly schopny být multiorgasmické), rozptýlily mnoho dlouholetých mylných představ.
Společně napsali dva klasické texty v oboru, Human Sexual Response a Human Sexual Inadequacy, vydané v letech 1966 a 1970. Obě tyto knihy byly bestsellery a byly přeloženy do více než třiceti jazyků.
Masters a Johnson se potkali v roce 1957, když William Masters najal Virginii Johnsonovou jako výzkumnou asistentku, aby provedla komplexní studii lidské sexuality. (Masters se rozvedl se svou první ženou, aby si vzal Johnsonovou v roce 1969. Rozvedli se o tři desetiletí později, čímž jejich společný výzkum z velké části skončil.) Dříve bylo studium lidské sexuality (sexuologie) z velké části opomíjenou oblastí studia kvůli restriktivním společenským konvencím té doby, s jednou významnou výjimkou.
Alfred Kinsey a jeho kolegové z Indianské univerzity již dříve publikovali dva svazky o sexuálním chování u lidského muže a ženy v roce 1948, respektive 1953 (známé jako Kinseyho zprávy), z nichž oba byly ve své době revoluční a kontroverzní. Kinseyho práce však zkoumala především frekvenci, s jakou se určité chování vyskytuje v populaci, a byla založena na osobních rozhovorech, nikoli na laboratorním pozorování. Naopak Masters a Johnson se pustili do studia struktury, psychologie a fyziologie sexuálního chování prostřednictvím pozorování a měření masturbace a pohlavního styku v laboratoři.
Čtyřfázový model sexuální reakce
Jedním z nejtrvalejších a nejdůležitějších aspektů jejich práce byl čtyřfázový model sexuální odezvy, který popsali jako cyklus lidské sexuální odezvy. Čtyři fáze tohoto cyklu definovali jako:
Zjištění Mastersové a Johnsonové také odhalila, že muži podstupují po orgasmu refrakterní období, během kterého nejsou schopni znovu ejakulovat, zatímco u žen žádné refrakterní období není. Jako první také popsali fenomén rytmických kontrakcí orgasmu u obou pohlaví, které se objevují zpočátku v intervalech 0,8 sekundy a poté postupně zpomalují jak v rychlosti, tak v intenzitě.
Sexuální reakce u stárnoucího muže a ženy
Masters a Johnsonová jako první provedli výzkum sexuální citlivosti starších dospělých a zjistili, že vzhledem ke stavu přiměřeně dobrého zdraví a dostupnosti zainteresovaného a zajímavého partnera neexistuje absolutní věk, kdy by sexuální schopnosti vymizely. Poznamenali sice, že se stárnutím dochází ke specifickým změnám vzorců mužských a ženských sexuálních reakcí – například starším mužům trvá déle, než se vzruší, a obvykle vyžadují přímější genitální stimulaci a rychlost a množství vaginální lubrikace mají tendenci s věkem také klesat – poznamenali však, že mnoho starších mužů a žen je dokonale schopno vzrušení a orgasmu až do sedmdesáti let a déle.
Jejich výzkum anatomie a fyziologie sexuální odezvy byl odrazovým můstkem k rozvoji klinického přístupu k léčbě sexuálních problémů revolučním způsobem. Před rokem 1970, kdy poprvé světu popsali svůj léčebný program, byly sexuální dysfunkce jako předčasná ejakulace, impotence, vaginismus a ženská frigidita zpravidla léčeny dlouhodobou (víceletou) psychoterapií nebo psychoanalýzou s velmi nízkou mírou úspěšnosti. Masters a Johnson způsobili převrat tím, že vymysleli formu rychlé léčby (2 týdny) psychoterapie vždy zahrnující pár, nikoliv jen jednotlivce, pracující s mužsko-ženským terapeutickým týmem, který měl za následek úspěšnost vyšší než 80%. Jednalo se výhradně o mluvenou terapii – páry v jejich sexuologickém terapeutickém programu nebyly nikdy pozorovány při sexuální aktivitě.
Někteří sexuální výzkumníci, zejména Shere Hite, se zaměřili na pochopení toho, jak jednotlivci vnímají sexuální zkušenost a jaký význam pro ně má. Hite kritizoval práci Masterse a Johnsona za nekritické začleňování kulturních postojů k sexuálnímu chování do jejich výzkumu.
Hiteova práce například ukázala, že 70% žen, které nedosahují orgasmu při pohlavním styku, je schopno dosáhnout orgasmu snadno masturbací. Kritizovala Mastersův a Johnsonův argument, že dostatečná stimulace klitorisu k dosažení orgasmu by měla být zajištěna strkáním při pohlavním styku, a závěr, že neúspěch je známkou ženské „sexuální dysfunkce“. I když nepopírá, že jak Kinsey, tak Masters a Johnson byli zásadním krokem v sexuálním výzkumu, domnívá se, že musíme pochopit kulturní a osobní konstrukci sexuální zkušenosti, aby byl výzkum relevantní pro sexuální chování mimo laboratoř.
Podobný výzkum na toto téma provedli Sunil Shetty a Rachna Tiwari na univerzitě v Memphisu v letech 2003-04. Tento výzkum byl založen na laboratorních studiích 97 žen a 128 mužů pocházejících z multietnického prostředí. Výzkumná práce zveřejněná v prosinci 2004 dospěla k závěru, že lidskou sexuální reakci nelze zařadit do přísných tříd chování ani neexistuje vzájemná souvislost mezi těmito dvěma aspekty.