Mange dyrs atferd skiller seg mellom kjønnene og blir derfor referert til som seksuelt dimorfe (dimorf betyr å ha to former). De fleste av disse seksuelt dimorfe atferdene er en del av det reproduktive repertoaret. Et godt eksempel er tydelig i sangfugler. Hos mange arter produserer hannen kompleks sang, mens hunnen ikke gjør det. Produksjonen av sang hos hannfugler stammer fra aktiviteten til spesifikke hjernekerner hvis vekst og tilkobling avhenger av tilstedeværelsen av testosteron i en kritisk periode med utvikling (se ramme B i kapittel 24). Hos gnagere er mange seksuelt dimorfe atferd også assosiert med reproduksjon. Eksempler er priming av kjønnsorganer for samleie, og en stereotyp posisjon antatt mens du har sex (lordose for kvinner, montering for menn). Akkurat som frieri og atferd knyttet til sexhandlingen kan være dimorf, kan annen reproduktiv oppførsel som å bygge reir, ta vare på de unge, føde etter mat, pleie og så videre ta to forskjellige former hos kvinner og menn. Hos mennesker kan den forskjellige oppførselen til menn og kvinner være langt mer subtil, inkludert en følelse av seksuell identitet, valget av en seksuell partner og atferd som ikke er direkte relatert til seksuell eller reproduktiv funksjon, som romlig tenkning og bruk av språk.
I både menneskelige og dyreeksempler er atferdsforskjeller basert på detaljene i de underliggende nevrale kretsene. Følgelig har nevrobiologer lenge sett etter forskjeller mellom hjernen til kvinner og menn som kan forklare seksuelt dimorf oppførsel og, som beskrevet i etterfølgende seksjoner, har funnet mange eksempler. Disse forskjellene i nervesystemet, som de atferdsforskjellene de gir opphav til, blir også referert til som seksuelt dimorfe. Husk imidlertid at mens hjerneforskjeller i dyr som gnagere har ofte to forskjellige former, hos menneskelige kvinner og menn varierer disse nevrale forskjellene sannsynligvis langs et kontinuum.