性二態性
性二態性是同一物種的性別表現出不同的形態特徵，尤其是不直接參與繁殖的特徵的情況。這種疾病發生在大多數雌雄同體的物種中，其中大多數動物和某些植物組成。差異可能包括次要性特徵，大小，體重，顏色，標記或行為或認知性狀。男性繁殖競賽已經發展出各種各樣的性二態性狀。積極的效用特徵，例如“戰”牙齒和鈍頭，因為撞擊公羊被用作競爭對手之間積極互動的武器。諸如觀賞羽毛或歌曲呼叫之類的被動顯示也主要是通過性選擇進化。這些差異可能是微妙的或誇張的，可能會接受性選擇和自然選擇。二態性的對立面是單態性，當兩種生物性別在表型上都是無法區分的。
概述
裝飾和著色
二態性的常見且易於識別的類型包括裝飾和顏色，儘管並不總是很明顯。給定物種中性別的顏色的差異稱為性二色症，通常在許多鳥類和爬行動物中都可以看出。性選擇會導致誇張的二態性狀，這些特徵主要在與伴侶的競爭中使用。由於裝飾而產生的健身增加抵消了其生產或維護的成本，這表明了複雜的進化含義，但成本和進化的影響因物種而異。
孔雀構成了該原則的明顯例證。在求愛展示中使用的孔雀的華麗羽毛吸引了豌豆。乍一看，人們可能會因為鮮豔的顏色和雄性羽毛的巨大尺寸而將孔雀和孔雀誤認為是完全不同的物種。 Peahen具有柔和的棕色顏色。孔雀的羽毛增加了其對捕食者的脆弱性，因為它在飛行中是一種障礙，並且通常使鳥引人注目。類似的例子也有多種模樣，例如天堂和阿格斯野雞的鳥類。
性二色症的另一個例子是雛鳥藍山雀。男性比女性更黃色。人們認為，這是通過攝入綠鱗翅目幼蟲而獲得的，綠葉葉幼蟲含有大量的類胡蘿蔔素葉黃素和玉米黃質。這種飲食還會影響人類無關的紫外線譜中的性二態色。因此，雄性鳥雖然對人類看起來為黃色，但實際上有紫羅蘭色的羽毛，是女性的。這種羽毛被認為是男性父母能力的指標。也許這是女性的一個很好的指標，因為它表明她們擅長獲得類胡蘿蔔素的食物供應。尾部和乳腺羽毛和身體狀況之間存在正相關。類胡蘿蔔素在許多動物的免疫功能中起重要作用，因此類胡蘿蔔素依賴性信號可能表明健康。
青蛙構成了該原則的另一個顯著說明。青蛙物種有兩種類型的二色症：個體發生和動態。個體發育的青蛙更普遍，並且在男性或女性中具有永久性的變化。 Ranoidea lesueuri是一種動態青蛙的一個例子，在繁殖季節男性暫時變化。 Hyperolius ocellatus是一種個體發育青蛙，性別之間的顏色和模式都有巨大的差異。在性成熟時，雄性顯示出鮮綠色，並帶有白色背外側線。相比之下，雌性是生鏽的紅色到銀色的白色。男性人口的明亮著色吸引了女性，並且是潛在捕食者的階段。
女性通常在選擇伴侶中表現出對誇張的男性次生性特徵的偏愛。性感的兒子假設解釋說，女性更喜歡更精緻的雄性，並選擇顏色暗淡的男性，而與物種的視野無關。
在許多魚類中也觀察到類似的性二態性和交配選擇。例如，雄性孔雀魚具有五顏六色的斑點和裝飾，而女性通常是灰色的。雌性孔雀魚更喜歡鮮豔的雄性而不是淡淡的男性。
在Redlip Blennies中，只有雄性魚在產生抗菌物質的肛門泌尿生殖器區域形成器官。在父母護理期間，雄性在巢的內表面上擦肛門 - 尿生殖區域，從而保護卵免受微生物感染的影響，這是年輕魚死亡的最常見原因之一。
植物
大多數開花植物是雌雄同體，但大約6％的物種具有分開的雄性和雌性（二蟲）。性二態性在二元植物和二元物種中很常見。
昆蟲授粉物種中的雄性和雌性通常看起來相似，因為植物提供獎勵（例如花蜜），鼓勵授粉媒介參觀另一個類似的花朵，完成授粉。破壞性蘭花是該規則的一個有趣例外。雄性破壞性蘭花猛烈地將花粉固定在尤格諾的蜜蜂傳粉媒介上。然後，蜜蜂會避開其他雄花，但可能會去看雌性，看起來與雄性不同。
其他各種尤其異常的例外，例如loxostylis alata具有明顯不同的性別，並引起授粉媒介的最有效行為，然後他們使用最有效的策略來拜訪每種花的性別，而不是搜索，例如在nectar中進行花粉- 生育雌花。
某些植物，例如某些天氣植物具有串行性二態性。例如，這種物種的花朵可能會在開口時展示他們的花藥，然後在一兩天后放出疲憊的花藥，然後在雌蕊成熟時改變其顏色。專業傳粉媒介非常傾向於專注於它們所提供的花朵的確切外觀，從而節省了時間和精力，並相應地服務於植物的利益。一些這樣的植物進一步發展，一旦受精，就會改變外觀，從而阻止傳粉媒介進行進一步的訪問。這對雙方都是有利的，因為它避免了損害發展的水果並浪費授粉者在不獎勵的訪問中的努力。實際上，該策略可確保每次訪問適當的廣告花時，傳粉者都可以期望獲得獎勵。
水生植物瓦利斯納利亞（Vallisneria Americana）的雌性有一朵浮花的花朵，如果他們接觸了雄性釋放的成千上萬種自由浮動的花朵，則會受精。性二態性最常與植物中的風 - 授粉有關，因為選擇了女性的男性與花粉捕獲的有效花粉擴散，例如Leucadendron Rubrum 。
植物中的性二態性也可以取決於生殖發育。這可以在一種大麻Sativa （一種大麻中）看到，這種大麻在雄性中具有較高的光合作用率，而一旦植物變得性成熟，女性的速率卻更高。
每種性繁殖的血管植物中現存的物種都有一代的交替。我們看到的關於我們的植物通常是二倍體孢子體，但是它們的後代不是人們通常認為是新一代的種子。種子實際上是單倍體植物植物（花粉）和巨型植物學（胚珠中的胚胎）的後代。相應地，每種花粉穀物本身都被視為雄性植物。它產生一個精子細胞，與雌性植物大不相同，雌性植物是產生女配子的巨型植物。
昆蟲
昆蟲在分類單元之間表現出各種各樣的性二態性，包括大小，裝飾和著色。儘管有激烈的男性競爭，但在許多分類群中觀察到的女性偏見的性大小二態性在進化。例如，在奧斯米亞·魯弗（Osmia Rufa）中，女性比男性更大/更寬，男性的大小為8-10毫米，女性的大小為10-12毫米。在哈克伯里皇帝中，女性類似地比男性大。性二態性的原因是由於提供的規模質量，女性比男性消耗更多的花粉。
在某些物種中，有男性二態性的證據，但似乎是出於角色的區別。這在蜜蜂物種大型門戶中可以看出，其中有一個小頭的變形，能夠飛行，而雄性無能力飛行。大麻植物也表現出男性偏見的性二態性。由於其侵略性領土行為和隨後的差異交配成功，在男性而非女性中的較大大小的選擇可能導致。另一個例子是Lasioglossum hemichalceum ，它是一種汗蜜蜂，顯示出男性後代之間劇烈的二態性。並非所有二態性都必須在性別之間有巨大的差異。 Andrena Agilissima是一種採礦蜜蜂，女性的頭部僅比男性大。
武器通過增加許多昆蟲物種中男性競爭的成功，從而提高健身性。金牛座丘腦的甲蟲角是頭部或胸部的增大，僅在男性中表達。 Copris Ochus在頭角也具有明顯的性和男性二態性。這些結構令人印象深刻，因為大小誇張。男性角長度和體型之間存在直接相關性，並更高的伴侶和健身訪問權限。在其他甲蟲物種中，雄性和女性都可能具有諸如角的裝飾。通常，物種內的昆蟲性大小二態性（SSD）隨體大小而增加。
二色症也表現出昆蟲內的性二態性。在蝴蝶屬的自行車和朱尼尼亞，二態翼模式由於性別限制的表達而演變，這介導了核內性衝突並導致男性適應性增加。騎自行車的騎自行車的性二分法性質是根據背紫外線反射眼柱學生的選擇反映了女性的。共同的硫磺還顯示性二色症。雄性具有黃色和虹彩的翅膀，而雌翅則是白色和非植物。在模仿蝴蝶中顯示了保護性女性著色的自然選擇的偏差。
蜘蛛和性自相殘殺
許多蛛網群都表現出性二態性，但在蜘蛛中進行了廣泛研究。例如，在織式蜘蛛Zygiella X-Notata中，成年女性的體型比成年男性更大。大小的二態性顯示與性自相殘殺的相關性，這在蜘蛛中是突出的（也可以在諸如祈禱的昆蟲中發現）。在大小的二態狼蜘蛛Tigrosa Helluo中，食物限制的女性更頻繁地蠶食。因此，由於吞噬前的食人族症，男性適應不足的風險很高，這導致男性選擇較大的女性，原因有兩個：較高的繁殖力和較低的食人族率。此外，女性繁殖力與女性體型正相關，並選擇了大女性體型，這在Araneidae家族中可以看出。所有的Argiope物種，包括Argiope Bruennichi ，都使用此方法。一些雄性進化的裝飾包括將雌性用絲綢綁定，腿部比例更長，修改女性的網絡，在女性餵食時交配，或者為性自相殘殺而提供婚禮禮物。在所有蜘蛛種類（例如Nephila Pilipes）中，男性體型並未被選擇，但在不太二態性的蜘蛛物種中更為突出，通常會選擇更大的男性大小。在Maratus volans的物種中，男性以其特徵性的五顏六色粉絲而聞名，在交配過程中吸引了女性。
魚
射線污染的魚是一種古老而多樣的階級，任何動物階層的性二態性最廣泛。費爾貝恩（Fairbairn）指出：“女性通常比男性大，但男性雄性戰鬥或男性父親護理的物種通常更大……從矮人雄性到男性，比女性重12倍以上。”
在某些情況下，男性比女性大得多。一個例子是一種lamprologus callipterus ，一種麗魚科魚。在這條魚中，男性的特徵是女性大60倍。據信，男性的大小增加被認為是有利的，因為雄性在每種雌性繁殖的情況下都會收集和捍衛空蝸牛殼。男性必須更大，更強大，才能收集最大的殼。雌性的體型必須保持很小，因為為了使她繁殖，她必須將雞蛋放在空殼中。如果她長得太大，她將不適合貝殼，也無法繁殖。雌性的小體型也可能有助於她找到空殼的機會。較大的貝殼雖然受到女性的喜好，但通常受到限制。因此，女性僅限於外殼大小的生長，並且實際上可能會根據殼的尺寸可用性改變其生長速度。換句話說，男性收集大殼的能力取決於他的大小。雄性越大，他能夠收集的殼越大。然後，這允許女性在他的沉思巢中變大，從而使性別的大小之間的差異不大。這種魚類中的男性 - 男性競爭也可以在男性中選擇大尺寸。男性在領土上進行了積極的競爭，並獲得了更大的貝殼。大型男性贏得了戰鬥，並從競爭對手那裡偷走了貝殼。另一個例子是龍納，其中男性比女性大得多，並且擁有更長的鰭。
性二態性也發生在雌雄同體的魚類中。這些物種稱為順序雌雄同體。在魚類中，生殖歷史通常包括從女性到男性的性變化，那裡的成長，個人的性別與其內部運作的交配系統之間存在牢固的聯繫。在男性與許多女性交配中占主導地位的基本交配系統中，大小在男性生殖成功中起著重要作用。男性的傾向比同齡年齡的女性大，但目前尚不清楚大小的增加是由於性轉變時的增長突破還是由於改變性別變化的個體的更快增長的歷史。較大的男性能夠扼殺女性的成長並控制環境資源。
社會組織在魚類的變化中發揮了重要作用。通常可以看出，當社會等級中缺乏占主導地位的男性時，魚會改變其性別。改變性別的女性通常是那些在生命早期獲得併保持初始規模優勢的女性。無論哪種情況，改變性別的女性都更大，通常被證明是二態性的一個很好的例子。
在其他情況下，雄性會經歷明顯的體型變化，而女性將經歷只能在體內看到的形態變化。例如，在大鮭魚中，男性在成熟時會發展出更大的體型，包括體積增加，駝峰高度和鼻子長度。雌性的鼻子長度發生了微小的變化，但最明顯的區別是，性腺大小的巨大增加，約佔體重的25％。
在Gobiusculus flavescens中觀察到性選擇，稱為兩種斑點。傳統的假設表明，男性競爭驅動了選擇。但是，該物種內的裝飾選擇表明，可以通過女性 - 女性競爭或男性伴侶選擇來選擇艷麗的女性特徵。由於基於類胡蘿蔔素的裝飾表明伴侶質量，因此在繁殖季節中形成五顏六色橙色的雌性兩斑點孔雀魚被認為對雄性有利。雄性在孵化過程中投入了大量投資，這導致了由於更高的卵子質量而導致色彩鮮豔的女性的性偏愛。
兩棲動物和非阿比亞爬行動物
在兩棲動物和爬行動物中，性二態性的程度在分類群體之間差異很大。兩棲動物和爬行動物中的性二態性可能反映在以下任何：解剖學；尾巴的相對長度；頭部相對大小；總體大小和許多種類的毒蛇和蜥蜴一樣；像許多兩棲動物，蛇和蜥蜴以及某些海龜一樣的著色；像許多紐約人和蜥蜴一樣的裝飾；與性別相關的特定行為的存在在許多蜥蜴中是共同的。以及在青蛙中經常觀察到的聲音品質。
Anole蜥蜴表現出明顯的二態性，男性通常比女性大得多。例如，女性的平均男性阿諾斯·薩格里（Anolis Sagrei）為53.4毫米，而女性為40毫米。雌激素途徑的差異已經解釋了肛門的不同尺寸。蜥蜴中的性二態性通常歸因於性選擇的影響，但是其他機制在內，包括生態差異和繁殖力選擇也提供了替代性解釋。蜥蜴中顏色二態性的發展是由性成熟開始時的荷爾蒙變化引起的，如psamodromus algirus ， sceloporus gadoviae和S. S. Fullates Erythrocheilus所示。在bibroni i等青蛙物種中也可以看到性二態性。
男性繪畫龍蜥蜴， ctenophorus pictus 。它們的繁殖色彩明顯明顯，但男性顏色隨著衰老而下降。男性著色似乎反映了先天的抗氧化能力，可防止氧化DNA損傷。雄性繁殖著色可能是對潛在氧化DNA損傷（衰老的重要組成部分）的女性的指標。
鳥類
禽恐龍
鳥類中的性二態性可以表現為性別之間的大小或羽毛差異。性大小二態性在分類單元中有所不同，男性通常更大，儘管情況並非總是如此，例如猛禽，蜂鳥和某些無飛的鳥類。以裝飾或著色形式的羽毛二態性也有所不同，儘管男性通常是裝飾性更高或鮮豔的性別。這種差異歸因於性別的不平等生殖貢獻。這種差異會產生更強的女性選擇，因為它們在產生後代有更大的風險。在某些物種中，男性對繁殖的貢獻在交配時結束，而在其他物種中，男性成為主要（或唯一）的護理人員。羽毛多態性已經發展為反映這些差異和其他生殖適應性的措施，例如身體狀況或生存。男性表型向女性發送信號，然後選擇“適合”可用的男性。
性二態性是遺傳學和環境因素的產物。由環境條件決定的性多態性的一個例子是在紅色支持的童話中存在。在繁殖季節，紅色背面的童話男性可以分為三類：黑人育種者，棕色育種者和棕色輔助機構。這些差異是響應鳥類的身體狀況而產生的：如果它們健康，它們將產生更多的雄激素，從而成為黑人育種者，而較少健康的鳥類會產生較少的雄激素，並變成棕色的輔助劑。因此，男性的生殖成功取決於他在每個不繁殖季節的成功，從而導致生殖成功隨著每年的環境條件而變化。
遷移模式和行為也會影響性二態性。這方面還可以追溯到物種中的大小二態性。已經表明，較大的男性在應對遷移困難方面更好，因此在到達繁殖目的地時繁殖更為成功。從進化的角度來看，許多理論和解釋就開始考慮。如果這些是每個遷移和繁殖季節的結果，那麼預期的結果應是通過性選擇向更大的男性人群轉變。當還引入了環境選擇因素時，性選擇很強。如果這些小雞出生在使它們生長到更大尺寸的區域，即使在正常條件下，它們將無法達到這種最佳的遷移尺寸，則環境選擇可能會支持較小的小雞尺寸。當環境給予這種優勢和缺點時，選擇的強度會減弱，並且環境力量會更大。性二態性也可能導致遷移時機發生變化，從而導致鳥類人口中的交配成功差異。當二態性產生性別之間和性別成員之間的差異時，可能會發生多種進化效應。如果這種變化變得強烈且對兩個不同的結果有利，那麼這個時機甚至可能導致形成現象。性二態性是由於自然選擇和性選擇的壓力所維持的。例如，色情中的性二態性增加了鳥類物種對丹麥歐洲拼這種捕食的脆弱性。據推測，性二態性增加意味著雄性更明亮，更明顯，導致捕食增加。此外，男性中更誇張的裝飾品的產生可能是以抑制免疫功能為代價。只要由於性選擇而引起的性狀的生殖益處大於自然選擇所施加的成本，那麼特徵就會在整個人群中傳播。生殖益處以更多的後代形式產生，而自然選擇則以降低生存的形式施加成本。這意味著，即使特徵導致男性較早死亡，只要男性帶有特質的男性產生的後代比缺乏特徵的男性，這種特徵仍然是有益的。這種平衡使這些物種在這些物種中保持二態性，並確保下一代成功的雄性還將表現出對女性有吸引力的這些特徵。
這種形式和生殖作用的差異通常會導致行為差異。如前所述，雄性和女性在繁殖中通常具有不同的作用。男性和女性的求愛和交配行為在很大程度上受荷爾蒙一生的監管。活化激素發生在青春期和成年期間，並在適當時“激活”某些行為，例如在繁殖季節的領土。組織激素僅發生在大多數鳥類孵化之前或孵化之後的開發初期，並確定鳥類餘生的行為模式。這種行為差異會導致對人為壓力的敏感性不成比例。瑞士的Whinchat的女性繁殖了由管理的草原繁殖。在繁殖季節，早期收穫草導致女性死亡更多。許多鳥類的種群通常是男性的，當行為上的性別差異提高了這種比率時，人群以更快的速度下降。同樣，並非所有雄性二態性狀都是由於睾丸激素等激素引起的，而是它們自然存在的發育中的一部分，例如羽毛。此外，強烈的激素對錶型差異的影響表明，這些性二態性狀的遺傳機制和遺傳基礎可能涉及轉錄因子或輔因子，而不是調節序列。
性二態性也可能影響食物稀缺時期父母投資的差異。例如，在藍腳的笨蛋中，雌性小雞的生長速度比男性快，導致笨蛋父母在食物短缺時期產生較小的性別，男性。然後，這導致了父母終生生殖成功的最大化。在黑尾的戈德維特人中，利莫薩·利莫薩（Limosa Limosa）的女性也是較大的性別，而女性雛雞的生長速度更容易受到有限的環境條件的影響。
性二態性也可能僅在交配季節出現；一些鳥類僅在季節性變化中顯示二態性狀。這些物種的雄性將在雜貨季節變成較小或誇張的顏色。之所以發生這種情況，是因為該物種更專注於生存，而不是繁殖，導致轉移到較少的華麗狀態。
因此，性二態性對保護具有重要的影響。但是，性二態不僅在鳥類中發現，因此對於許多動物的保護很重要。這種形式和行為上的差異可以導致性隔離，這被定義為空間和資源使用方面的性別差異。大多數性隔離研究都是針對無蹄類動物進行的，但是此類研究擴展到了蝙蝠，袋鼠和鳥類。甚至建議針對具有明顯性隔離的物種制定了性別保護計劃。
對於鳥類，已經提出了一詞（拉丁數字前綴sesqui- sesqui-表示一半半，因此已經提出了單聲道- （一個）和di - （二）之間的一半。模式，儘管雌性可以通過淺色或被洗淨的顏色來區分”。例子包括Sparrow （ Passer Melanurus ），紅斑麻雀（亞種P. Motinensis motinensis ）和Saxaul Sparrow （ P. Ammodendri ）。
非阿奇恐龍
性二態性被認為存在於非阿奇恐龍中。
哺乳動物
在很大一部分哺乳動物中，雄性比女性大。基因和激素都會影響“出生”（或孵化）之前的許多動物大腦的形成，也影響成年個體的行為。激素顯著影響人腦的形成，也影響青春期的腦發育。 2004年自然評論的一項綜述神經科學觀察到：“由於操縱激素水平比性別染色體基因的表達更容易，因此對激素的效果進行了更廣泛的研究，並且比大腦中的直接動作更廣泛地理解，並且可以更好地理解。性別染色體基因。”它得出結論，儘管“性腺分泌物的差異化作用似乎是主導的”，但現有的研究機構“支持X和Y基因神經表達中的性別差異顯著導致大腦功能和疾病的性別差異”的觀念。
pinnipeds
海洋哺乳動物顯示了一些最大的性差異，因為性選擇和環境因素（如繁殖位置）。 Pinnipeds的交配系統從一夫妻製到串行一夫一妻制變化。 Pinnipeds以早期的增長和產婦投資而聞名，因為新生幼崽的唯一營養素是母親提供的牛奶。例如，男性明顯大（重約10％，長約10％）比海獅幼犬出生時的女性大。差異投資的模式主要可以在產前和產後變化。南大像印章Mirounga Leonina是最多態哺乳動物之一。
靈長類動物
人類
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根據克拉克·斯賓塞·拉爾森（Clark Spencer Larsen）的說法，現代智人表現出一系列性二態性，性別之間的平均體重差異約為15％。學術文獻中的大量討論考慮了與性競爭（內部和性交）以及短期和長期性策略相關的潛在進化優勢。根據戴利（Daly）和威爾遜（Wilson）的說法，“性別在人類中的差異比一夫一妻制的哺乳動物的差異要比一夫多妻制哺乳動物的差異要少得多。”
青少年男性的平均基礎代謝率比女性高約6％，青春期後增加到約10％。雌性傾向於將更多的食物轉化為脂肪，而雄性則更多地轉化為肌肉和消失的循環能量儲量。俄亥俄州立大學韋克斯納醫學中心運動醫學系研究總監蒂姆·休克特（Tim Hewett男性，相對於身體大小，但女性的耐力比男性更高。
在訓練有素的個體中，相對於體重的強度差異不太明顯。在奧運會舉重中，男性記錄從最低體重類別的5.5×體重不等至最高體重類別的4.2×，而女性記錄從4.4×到3.8×，重量調整後的差異僅為10-20％，並且無限體重類別的絕對差異約為30％（即492公斤與348千克；請參閱奧運會舉重記錄）。一項研究是通過分析1980年至1996年的年度世界排名進行的，發現男性的跑步時間平均比女性快11％。
在青春期早期，女性平均比男性高（因為女性傾向於早些時候經歷青春期），但男性平均在青春期和成年後的高度超過了高度。在美國，成年男性平均高9％，比成年女性重16.5％。
雄性通常具有較大的氣管和支支支支支支週，每個體重的肺量大約增加30％。平均而言，男性的心臟更大，紅細胞計數高10％，血紅蛋白更高，因此攜帶氧氣的能力更高。它們還具有較高的循環凝血因子（維生素K ，蛋白凝血酶和血小板）。這些差異會導致傷口的癒合更快，對傷害後對神經疼痛的敏感性降低。在男性中，通過小膠質細胞發生引起疼痛的疼痛損傷，而在女性中，它通過T細胞發生（除了孕婦，遵循男性模式）。
女性通常具有更多的白細胞（存儲和循環），以及更多的粒細胞和B和T淋巴細胞。此外，它們比男性生產更快的抗體，因此它們會出現更少的傳染病，並且在短時間內屈服。倫理學家認為，女性與其他女性互動和社會群體中的多個後代互動，已經經歷了這種特徵，例如選擇性優勢。由於上述神經差異，女性對疼痛的敏感性更高，而神經差異會增加感覺，因此，女性需要更高的疼痛藥物受傷後。女性的激素變化會影響疼痛敏感性，孕婦的敏感性與男性相同。儘管有這些激素變化，但女性的急性疼痛耐受性在一生中也比男性更一致。儘管身體感覺有所不同，但兩性的心理寬容與疼痛（或能夠應對和忽略）疼痛具有相似的心理寬容。
在人的大腦中，在pCDH11x /y基因對的轉錄中觀察到性別之間的差異。胎兒睾丸的睾丸激素觸發了與未分化狀態的人腦的性分化。睾丸激素通過酶芳香酶的作用轉化為大腦中的雌激素。睾丸激素在包括SDN-POA在內的許多大腦區域作用，以創建男性化的大腦模式。攜帶雄性胎兒的懷孕雌性的大腦可以通過性激素結合球蛋白的作用來避免雄激素的男性化作用。
大腦和人類行為之間的性別差異之間的關係是整個心理學和社會中引起爭議的主題。與男性相比，許多女性在大腦的左半球中傾向於灰質的比例更高。男性平均具有比女性更大的大腦。但是，當調整總腦體積時，性別之間的灰質差異幾乎不存在。因此，灰質的百分比似乎與大腦大小有關，而不是與性有關。性別之間大腦生理的差異不一定與智力差異有關。海爾等人。在2004年的一項研究中發現：“男性和女性顯然在不同的大腦區域獲得了類似的智商結果，這表明對一般智力沒有奇異的潛在神經解剖結構，並且不同類型的大腦設計可能表現出等效的智力表現”。 （有關此主題的更多信息，請參見《性與智能文章》。）對人腦連接的嚴格圖理論分析顯示，在許多圖理論參數中（例如，最小兩部分寬度，邊緣數，邊緣數，擴展器圖屬性，最小頂點封面），女性的結構連接組明顯比男性連接的“更好”。結果表明，圖理論的差異是由於性別而不是由於分析36名女性和36位男性的數據，而小組中每個男人的大腦體積都小於大腦，而不是由於性別的差異。小組中每個女人的數量。
性二態性也在基因水平上描述，並證明是從性別染色體延伸的。總體而言，已經發現約6500個基因在至少一個組織中具有性別差異表達。這些基因中的許多與繁殖沒有直接相關，而與更一般的生物學特徵有關。此外，已經表明，具有性別表達的基因的選擇效率降低，這會導致有害突變的種群頻率較高，並導致多種人類疾病的患病率。
免疫功能
免疫功能中的性二態性是脊椎動物和許多無脊椎動物中的常見模式。大多數情況下，女性比男性更“免疫能力”。在所有動物中，這種特徵並不一致，但取決於分類法，而昆蟲中最有雌性的免疫系統。在哺乳動物中，這會導致雄性更頻繁和嚴重的感染和女性自身免疫性疾病的率更高。一個潛在的原因可能是性別之間免疫細胞的基因表達差異。另一個解釋是，性別之間的內分泌差異會影響免疫系統，例如，睾丸激素起到免疫抑製劑的作用。
細胞
即使在組織的培養細胞中，性別之間的表型差異也很明顯。例如，女性肌肉衍生的幹細胞的肌肉再生效率比男性肌肉再生效率更好。有報導說，男性和女性細胞之間有幾種代謝差異，它們也對壓力的反應也有所不同。
生殖有利
從理論上講，較大的女性受到伴侶的競爭，尤其是一夫多妻制的競爭。較大的女性在生育方面具有優勢，因為雌性的生理需求在女性中受到限制。因此，理論上的期望是，一夫一妻制的物種中女性往往會更大。女性在許多種類的昆蟲，許多蜘蛛，許多魚，許多爬行動物，貓頭鷹，猛禽和某些哺乳動物（例如斑點鬣狗）以及藍鯨等藍鯨等雌性中更大。例如，在某些物種中，女性久坐不定，因此男性必須尋找它們。弗里茨·沃爾拉斯（Fritz Vollrath）和傑夫·帕克（Geoff Parker）認為，行為的這種差異導致兩性的截然不同的選擇壓力，顯然偏愛較小的男性。也已經研究了男性大於女性的情況，並且需要替代解釋。
這種類型的性尺寸二態性的一個例子是蝙蝠Myotis nigricans （黑色myotis蝙蝠），在體重，顱骨測量和前臂長度方面，女性大大比男性大得多。性別與產生可行後代所需的能量之間的相互作用使得女性在該物種中更大。女性的產生卵的充滿活力的成本比男性製作精子的成本要大得多。繁殖力優勢假設指出，較大的女性能夠產生更多的後代，並給他們更有利的條件以確保其生存。對於大多數評分而言，這是正確的。較大的女性可以在後代成熟時提供更長的時間。在尼古拉（M. Nigricans）中，妊娠和哺乳期相當長，女性將其後代吮吸，直到達到成人的大小。如果他們在此期間沒有補償額外的後代，他們將無法飛行並捕捉獵物。較小的男性大小可能是提高機動性和敏捷性的一種適應性，使男性與女性獲得食物和其他資源的競爭更好。
一些釣魚魚也表現出極端的性二態性。雌性的外觀更為典型，而雄性是具有阻礙消化系統的小基本生物。雄性必須找到女性並與她融合：然後，他寄生生活，只不過是一個有效的雌雄同體複合有機體的精子的身體。在宙斯水蟲的弱點蟲蟲中也發現了類似的情況，在她的背上有一個腺體區域，可以用來餵養男性（儘管雄性可以遠離雌性，但他們通常不是自由生活的）。這是在根莖甲殼類動物中的邏輯極端，例如囊菌，男性將自己注射到雌性的身體中，而不僅僅是產生精子的細胞，以至於以前是超級階梯被誤認為雌雄同體。
一些植物物種也表現出二態性，其中雌性明顯大於男性，例如在苔蘚的dicranum和Liverwort sphaerocarpos中。有證據表明，在這些屬中，二態性可能與性染色體或女性的化學信號相關。
性二態性的另一個複雜的例子是南部黃色夾克Vespula Squamosa 。在這個黃蜂物種中，女工是最小的，男性工人稍大，女皇后明顯大於她的女工人和男性。
進化
1871年，查爾斯·達爾文（Charles Darwin）提出了性選擇理論，該理論將性二態性與性選擇有關。
邁向性二態性的第一步是精子和卵的大小差異（各向異洲）。相對於較大的女配子，相對於較大的女配子的各向異洲和通常大量的小男配子通常在於強大的精子競爭的發展，因為小精子使生物可以產生大量的精子，並使雄性（或雄性雌雄同體的雄性功能）更加多多餘的。
這加劇了男性競爭的競爭，並促進了許多物種中其他性二態性的演變，尤其是在包括哺乳動物在內的脊椎動物中。但是，在某些物種中，女性通常會以通常與雄性相關的方式競爭伴侶（通常男性在飼養後代進行大量投資，因此不再被認為是如此多餘的物種）。
在某些滅絕的物種（例如速度右翼人）中，性二態性是顯而易見的。就速度尿管而言，性大小二態性可能是由兩個因素引起的：男性爭奪狩獵場以吸引伴侶的競爭和/或女性築巢地點和伴侶的競爭，男性是一種稀缺的育種資源。
Volvocine藻類對於理解性二態性的演變和甲狀腺甲狀腺菌（Maculatus）等物種非常有用，那裡的女性大於男性，用於研究其潛在的遺傳機制。
在許多非一體伴物中，男性與多個女性交配的生殖適應性的好處很大，而女性與多個雄性交配的生殖適應性的好處很小或不存在。在這些物種中，任何特徵都有選擇壓力，使男性能夠具有更多的遞觀。因此，雄性可能與女性具有不同的特徵。
這些特徵可能是使他能夠與其他男性作鬥爭以控制領土或后宮，例如大尺寸或武器。或者，無論出於何種原因，它們都可能是女性在同伴中喜歡的特徵。男性 - 男性競賽沒有提出深刻的理論問題，但伴侶的選擇也是如此。
女性可能會選擇看起來強壯和健康的雄性，因此可能具有“良好的等位基因”，並帶來健康的後代。然而，在某些物種中，女性似乎選擇具有無法提高後代存活率的男性，甚至可以減少它的特徵（可能導致諸如孔雀的尾巴之類的特徵）。解釋這一事實的兩個假設是性感的兒子假設和殘障原則。
性感的兒子假設指出，女性最初可能會選擇一個特質，因為它可以改善其年輕人的生存，但是一旦這種偏好變得廣泛，女性也必須繼續選擇特徵，即使它變得有害。那些沒有對大多數女性沒有吸引力的兒子（因為偏好是廣泛的），因此很少會獲得任何墊子。
殘障原則指出，儘管擁有某種障礙，但倖存下來的男性就證明了他的其餘基因是“好等位基因”。如果具有“不良等位基因”的男性無法在障礙中倖存下來，女性可能會進化為使用這種障礙的男性。該特徵是適應性的難以打擊信號。