Mnoho zvířecích chování se mezi pohlavími liší, a proto se o nich hovoří jako o sexuálně dimorfním (dimorfní znamená, že mají dvě formy). Většina z těchto sexuálně dimorfních chování je součástí reprodukčního repertoáru. Dobrý příklad je patrný u zpěvných ptáků. U mnoha druhů samec produkuje složité písně, zatímco samice ne. Produkce zpěvu u mužských ptáků vychází z aktivity specifických mozkových jader, jejichž růst a konektivita závisí na přítomnosti testosteronu během kritického období vývoje (viz rámeček B v kapitole 24). U hlodavců je s rozmnožováním spojeno také mnoho sexuálně dimorfních chování. Příkladem je priming genitálií pro pohlavní styk a stereotypní pozice zaujatá při sexu (lordóza pro ženy, montáž pro muže). Stejně jako dvoření a chování spojené s pohlavním aktem mohou být dimorfní, další reprodukční chování, jako je stavění hnízd, péče o mláďata, shánění potravy, ošetřování atd., Může mít u žen a mužů dvě různé podoby. U lidí může být různé chování mužů a žen mnohem jemnější, včetně pocitu sexuální identity, výběru sexuálního partnera a chování, které přímo nesouvisí se sexuálními nebo reprodukčními funkcemi, jako je prostorové myšlení a použití jazyka.
V příkladech lidí i zvířat jsou rozdíly v chování založeny na podrobnostech základních nervových obvodů. Neurobiologové tedy již dlouho hledají rozdíly mezi mozky žen a mužů, které by mohly sexuálně vysvětlovat dimorfní chování a jak je popsáno v následujících částech, našli mnoho příkladů. Tyto rozdíly v nervovém systému, stejně jako rozdíly v chování, které způsobují, se také označují jako sexuálně dimorfní. Mějte však na paměti, že zatímco rozdíly v mozku zvířata jako hlodavci mají často dvě odlišné formy, u lidských žen a mužů se tyto neurální rozdíly pravděpodobně liší podél kontinua.