同性恋的形成可能由遗传因素、激素水平、大脑结构差异、心理社会因素、文化环境影响等原因引起。
双生子研究表明同性性取向具有家族聚集性，X染色体上的基因位点可能影响性取向发展。同卵双胞胎中一方为同性恋时，另一方有较高概率出现相同倾向。基因通过调控神经发育或激素受体表达间接影响性取向。
胎儿期雄激素暴露程度可能影响性别认同与性取向。男性同性恋者部分呈现食指与无名指长度比率的女性化特征，该比率与子宫内睾酮水平相关。动物实验中改变产前激素环境可导致后代交配行为变化。
下丘脑前部间质核在异性恋男性中大于女性，而男同性恋者该区域大小接近女性。大脑胼胝体形态、前联合结构等神经解剖学差异被发现与性取向存在关联，这些差异在生命早期即已形成。
儿童期性别非典型行为与成年后同性性取向存在相关性。某些理论认为早期依恋关系或重要他人互动可能影响性心理发展路径，但尚无证据表明教养方式能决定性取向。
不同历史时期与文化背景对同性关系的接纳度存在显著差异。社会规范既可能抑制也可能促进同性恋身份的表达，但文化因素更多影响性行为表现而非根本性取向。
性取向是生物-心理-社会多因素共同作用的复杂现象，建议通过均衡饮食维持神经递质平衡，规律运动调节激素水平，社会支持对心理健康至关重要。现代医学普遍认为同性恋属于人类正常的性取向变异，无需治疗也不应被病理化。
