Как отмечалось выше, пол зародыша принципиально определяется при оплодотворении яйцеклетки. Яйцеклетка всегда содержит Х-хромосому, и пол зародыша зависит от того, какой сперматозоид ее оплодотворит—содержащий Х-хромосому (женский вариант) или Y-хромосому (мужской вариант). В женском организме одна из Х-хромосом подвергается спирализации, приводящей к образованию компактной глыбки полового хроматина. Наличие полового хроматина удается установить на 12—16-й день развития зародыша, если кариотип соответствует женскому. Интересно, что спирализации подвергается любая из Х-хромосом. Половина клеток женского организма имеет отцовскую Х-хромосому, а половина— материнскую, тогда как в мужском организме все Х-хромосомы имеют только материнское происхождение. Предполагается, что инактивация второй Х-хромосомы у девочек происходит не полностью и остаются локусы, ответственные за половое развитие. Предполагается также, что основная (неспирализованная) Х-хромосома ответственна за соматические процессы, но не играет существенной роли в половом диморфизме.

Следует заранее оговориться, что женскими эти гормоны называются не потому, что они вырабатываются только у женщин, а в связи с тем, что в женском организме их вырабатывается больше, чем в мужском. Впрочем, это полностью относится и к мужским половым гормонам. Так, женщины выделяют с мочой тестостерон в количестве 20% от такового у мужчин, а в мужском организме секретируется эстрогенов всего лишь в 3—4 раза меньше, чем в женском.
Женские половые гормоны представлены двумя основными группами: эстрогенами и прогестероном. Именно эти гормоны способствуют фазовым изменениям в матке.
Согласно современным представлениям, эстрогены образуются тека-клетками созревающего фолликула и в меньшей степени — желтым телом. Основными представителями эстрогенов являются эстрадиол, эстрон и эстриол, которые обладают активностью в соотношении 50:10: 1.

Яичник — орган с двойной функцией: генеративной и секреторной. Однако, в отличие от семенника, где инкреторная и репродуктивная функции довольно четко разграничены, в женской половой железе эти два процесса сопряжены. Так, фолликул яичника является местом созревания половой клетки и основным источником эстрогенов.
В отличие от семенника, процесс созревания половых клеток в яичниках протекает циклически. К рождению девочки в яичниках содержится значительное количество примордиальных фолликулов, и в последующем новых половых клеток не образуется. Каждый такой фолликул состоит из зародышевой клетки — овоцита — и окружающих его гранулезных клеток. Сразу же после рождения и вплоть до 3—4 нед. постнатальной жизни встречаются не только примордиальные, но и зреющие фолликулы, которые к 40—50 дню подвергаются обратному развитию (атрезии). Обратному развитию подвергаются также и другие фолликулы, проявляющие тенденцию к развитию на протяжении всего препубертатного периода. За весь репродуктивный период жизни женщины полный цикл развития проходят всего 300—400 фолликулов.

Мужские половые гормоны — андрогены — секретируются интерстициальными клетками семенника. Строго говоря, истинным мужским половым гормоном является лишь тестостерон, конечный продукт секреции гландулоцитов. Остальные стероиды, продуцируемые яичком, — либо промежуточные соединения в процессе биосинтеза тестостерона, либо продукты его метаболизма. Однако некоторые из них обладают биологической активностью, сходной с тестостероном, хотя и значительно меньшей. Кроме того, в процессе биосинтеза кортикостероидов в надпочечниках и в ходе их метаболизма образуется ряд соединений, обладающих тестостероноподобными свойствами. Они причисляются к классу андрогенов, хотя и не являются собственно половыми гормонами. Роль всех этих андрогенов в репродуктивной деятельности мужского организма невелика.

Яичко (семенник) зрелого мужчины представляет собой овоидный орган. Плотная белочная оболочка покрывает его со всех сторон и переходит у заднего края в средостение яичка, от которого расходятся внутрь паренхимы соединительнотканные перегородки, делящие яичко на пирамидообразные дольки. В каждой дольке длиной 2-3 см расположено не более 4 извитых канальцев; их диаметр равен всего 0,22—0,31 мм. По мере приближения к средостению извитые канальцы сливаются, преобразуются в прямые канальцы, а затем — в семявыносящие канальцы (10—20 штук), которые впадают в придаток яичка (эпидидимис).