Mange dyrs adfærd adskiller sig mellem kønnene og betegnes derfor som seksuelt dimorf (dimorf betyder to former). De fleste af disse seksuelt dimorfe adfærd er en del af det reproduktive repertoire. Et godt eksempel er tydeligt i sangfugle. Hos mange arter producerer hanen en kompleks sang, mens kvinden ikke gør det. Produktionen af sang hos hanfugle stammer fra aktiviteten af specifikke hjernekerner, hvis vækst og forbindelse afhænger af tilstedeværelsen af testosteron i en kritisk udviklingsperiode (se boks B i kapitel 24). Hos gnavere er mange seksuelt dimorfe adfærd også forbundet med reproduktion. Eksempler er priming af kønsorganer til samleje og en stereotyp position, der antages under sex (lordose for kvinder, montering for mænd). Ligesom frieri og opførsel forbundet med sexhandlingen kan være dimorf, kan anden reproduktiv adfærd som f.eks. Bygning af reder, pleje af de unge, foder til mad, pleje osv. Tage to forskellige former hos kvinder og mænd. Hos mennesker kan mænds og kvinders forskellige adfærd være langt mere subtil, herunder en følelse af seksuel identitet, valget af en seksuel partner og adfærd, der ikke er direkte relateret til seksuel eller reproduktiv funktion, såsom rumlig tænkning og brug af sprog.
I både menneskelige og dyreeksempler er adfærdsmæssige forskelle baseret på detaljerne i det underliggende neurale kredsløb. Derfor har neurobiologer længe kigget efter forskelle mellem hjerner hos kvinder og mænd, der kan forklare seksuelt dimorfe adfærd og, som beskrevet i de efterfølgende afsnit, har fundet mange eksempler. Disse forskelle i nervesystemet, som de adfærdsmæssige forskelle, de giver anledning til, kaldes også seksuelt dimorfe. Husk dog, at mens hjernens forskelle i dyr som gnavere har ofte to forskellige former, hos humane kvinder og hanner varierer disse neurale forskelle sandsynligvis langs et kontinuum.