Bylo zjištěno, že když se testosteron a endorfiny v ejakulovaném spermatu setkají po pohlavním styku s krční stěnou, samice dostávají prudký nárůst hladin testosteronu, endorfinu a oxytocinu a muži po orgasmu během kopulace zažívají nárůst hladin endorfinů a výrazný nárůst hladin oxytocinu. To přispívá k pohostinnému fyziologickému prostředí v ženském vnitřním reprodukčním traktu pro početí a později pro výchovu konceptu v pre-embryonálních stádiích a stimuluje pocity lásky, touhy a otcovské péče u mužů (toto je jediný případ, kdy hladina mužského oxytocinu soupeří s hladinou samičí).
Hladiny testosteronu se řídí nyktohemerálním rytmem, který vrcholí každý den brzy, bez ohledu na sexuální aktivitu
Pozitivní korelace mezi pozitivním prožitkem orgasmu u žen a hladinou testosteronu, kde klíčovým vnímáním zážitku byla relaxace. Neexistuje žádná korelace mezi testosteronem a mužským vnímáním prožitku orgasmu a také žádná korelace mezi vyššími hladinami testosteronu a větší sexuální asertivitou u obou pohlaví.
Bylo také zjištěno, že zvýšení hladiny T se vyskytuje u mužů i žen, kteří mají orgasmus, který je vyvolán masturbací.
Studie provedené na potkanech ukázaly, že jejich stupeň sexuálního vzrušení je citlivý na snížení hladiny testosteronu. Když byla potkanům trpícím nedostatkem testosteronu podána střední hladina testosteronu, jejich sexuální chování (kopulace, preference partnera atd.) se obnovilo, ale ne při podání malého množství stejného hormonu. Proto mohou tito savci poskytnout model pro studium klinických populací u lidí trpících deficitem sexuálního vzrušení, jako je hypoaktivní porucha sexuální touhy.
V jedné studii prokázaly téměř všechny zkoumané druhy savců výrazné zvýšení hladiny testosteronu u samců při setkání s novou samicí. P.J. James et al. zkoumali roli genotypu na takovém takzvaném reflexivním zvýšení hladiny testosteronu u samců myší. Dospěli také k závěru, že tato reakce souvisí s počáteční úrovní sexuálního vzrušení u samců.
U subhumánních primátů bylo naznačeno, že testosteron v pubertě stimuluje sexuální motivaci, což primátovi umožňuje stále více vyhledávat sexuální zážitky se samicemi a tím vytváří sexuální preferenci pro samice. Některé výzkumy také naznačily, že pokud je testosteron eliminován v těle dospělého samce člověka nebo jiného dospělého samce primáta, jeho sexuální motivace klesá, ale nedochází k odpovídajícímu poklesu schopnosti zapojit se do sexuální aktivity (nasedání, ejakulace atd.).
Vyšší hladiny testosteronu byly spojeny s obdobími sexuální aktivity v rámci subjektů, ale mezi subjekty byly hladiny testosteronu vyšší u méně sexuálně aktivních jedinců. Muži, kteří mají pohlavní styk s neznámými nebo více partnery, pociťují velké zvýšení hladiny testosteronu ráno poté.
Muži, kteří sledují sexuálně explicitní film, mají v průměru 35% nárůst testosteronu, vrchol je 60-90 minut po skončení filmu, ale žádný nárůst není zaznamenán u mužů, kteří sledují sexuálně neutrální filmy. Muži, kteří sledují sexuálně explicitní filmy, také hlásí zvýšený optimismus a snížené vyčerpání. Na základě předchozího výzkumu, který našel souvislost mezi relaxací po sexuálním vzrušení a hladinou testosteronu,
Zvýšení hladin testosteronu u mužů, kteří vedou krátké rozhovory se ženami. Tento výsledek byl pozorován u heterosexuálních mužů, kteří během 6 měsíců před studií provozovali sexuální aktivitu. Zvýšení hladin T bylo spojeno s množstvím „namlouvacího“ chování, které muži vykazovali.
Hladiny testosteronu, hormonu, o němž je známo, že ovlivňuje pářící chování mužů, se u mužů mění v závislosti na tom, zda jsou vystaveni ovulujícímu nebo neovulujícímu tělesnému pachu ženy. Muži, kteří jsou vystaveni pachům ovulujících žen, si udržovali stabilní hladinu testosteronu, která byla vyšší než hladina testosteronu u mužů vystavených neoovulačním podnětům. Hladiny testosteronu a sexuální vzrušení u mužů si silně uvědomují hormonální cykly u žen. To může souviset s hypotézou ovulačního posunu, kdy jsou muži přizpůsobeni reagovat na ovulační cykly u žen tím, že vycítí, kdy jsou nejplodnější, a kdy ženy hledají preferované mužské partnery, když jsou nejplodnější; obě akce mohou být řízeny hormony.
Když jsou muži vystaveni vizuálním nebo sluchovým erotickým podnětům a požádáni o splnění kognitivního úkolu, kde počet chyb na úkolu ukazuje, jak je účastník těmito podněty rozptýlen. Dospěli k závěru, že muži s nižšími prahy pro sexuální vzrušení mají větší pravděpodobnost věnovat se sexuální informaci a že testosteron může mít vliv zvýšením jejich pozornosti k relevantním podnětům.
Teorie soutěže spermií: Je prokázáno, že hladiny testosteronu se zvyšují jako reakce na dříve neutrální podněty, když jsou u samců potkanů podmíněny pohlavním stykem. Tato reakce zapojuje penilní reflexy (jako je erekce a ejakulace), které pomáhají při soutěži spermií, když je při páření přítomen více než jeden samec, což umožňuje větší produkci úspěšných spermií a vyšší šanci na reprodukci.
Androgeny mohou modulovat fyziologii vaginální tkáně a přispívat k sexuálnímu vzrušení ženských pohlavních orgánů.
Hladiny testosteronu u žen jsou vyšší při měření před pohlavním stykem vs před mazlením, stejně jako po pohlavním styku vs po mazlení.
López, Hay a Conklin (2009) zjistili, že ženy, které neužívají pilulky, pociťují výrazný nárůst hladin testosteronu v reakci na zhlédnutí videa atraktivního muže, který se dvoří mladé ženě. Bylo to ve srovnání s kontrolními podmínkami.
Když mají ženy vyšší výchozí hladinu testosteronu, mají vyšší zvýšení hladiny sexuálního vzrušení, ale menší zvýšení hladiny testosteronu, což ukazuje na efekt stropu na hladinu testosteronu u žen. Sexuální myšlenky také mění hladinu testosteronu, ale ne hladinu kortizolu v ženském těle, a že hormonální antikoncepce může mít vliv na změny v reakci testosteronu na sexuální myšlenky.
Van Anders a Dunn (2009) také studovali souvislost mezi testosteronem a orgasmem u žen a našli korelaci mezi vysokými hladinami T a pozitivním prožitkem orgasmu. K tomu docházelo v partnerském i osamělém kontextu orgasmu.
Při podávání testosteronu dochází k časovému opoždění, které u žen ovlivňuje genitální vzrušení. Navíc kontinuální nárůst vaginálního sexuálního vzrušení může vést k vyšším genitálním pocitům a sexuálnímu apetitivnímu chování.
Testosteron se může ukázat jako účinná léčba poruch ženského sexuálního vzrušení. V současné době neexistuje žádný androgenní přípravek nebo k léčbě androgenní nedostatečnosti schválený FDA v tomto okamžiku, ale byl použit mimo schválené k léčbě nízkého libida a sexuální dysfunkce u starších žen. Testosteron může být léčbou pro postmenopauzální ženy, pokud jsou účinně estrogenizované.