Számos állat viselkedése eltér a nemek között, ezért szexuálisan dimorfnak nevezik őket (a dimorf kétféle formát jelent). Ezen szexuálisan dimorf viselkedések többsége a reproduktív repertoár részét képezi. Jó példa látható az énekesmadarakban. Sok fajnál a hím összetett dalt produkál, míg a nőstény nem. A hím madarakban a dal előállítása olyan specifikus agyi magok aktivitásából adódik, amelyek növekedése és összekapcsolódása a tesztoszteron jelenlététől függ a fejlődés kritikus periódusában (lásd a 24. keretes B keretet). A rágcsálóknál sok szexuálisan dimorf viselkedés is társul a szaporodáshoz. Példaként említhetjük a nemi szerveket a nemi érintkezés érdekében, valamint a nemi élet közben elfoglalt sztereotip helyzetet (nőstényeknek lordosis, férfiaknál szerelés). Ahogy a nemi aktushoz kapcsolódó udvarlás és viselkedés dimorf is lehet, más reproduktív viselkedés, például fészkek építése, a fiatalok gondozása, táplálékkal való táplálkozás, ápolás stb. Kétféle formát ölthet a nőknél és a férfiaknál. Az embereknél a férfiak és nők eltérő viselkedése sokkal finomabb lehet, beleértve a szexuális identitás érzését, a szexuális partner választását, valamint a nemi vagy reproduktív funkcióval közvetlenül nem összefüggő viselkedést, például a térbeli gondolkodást és nyelvhasználat.
Mind a humán, mind az állati példákban a viselkedési különbségek a mögöttes idegi áramkör részletein alapulnak. Ennek megfelelően a neurobiológusok régóta keresték a nők és a férfiak agya közötti különbségeket, amelyek szexuálisan magyarázatot adhatnak dimorf viselkedésre, és amint azt a későbbi szakaszokban leírjuk, számos példát találtunk. Az idegrendszer ezen különbségeit, csakúgy, mint az általuk okozott viselkedési különbségeket, szexuálisan dimorfnak is nevezik. Ne feledje azonban, hogy bár az agyi különbségek az olyan állatoknak, mint a rágcsálók, gyakran két különféle formájuk van, emberi nőstényekben és hímekben ezek az idegi különbségek valószínűleg folytonosságban változnak.