רבים ניסו לבדוק אם ההומוסקסואליות היא ביולוגית, כאשר רוב האנשים שניסו למצוא בסיס ביולוגי היו הומוסקסואלים. הסיבה לכך נעוצה בעובדה שלאנשים יש נטייה לחקור את עצמם ואת סביבתם הקרובה וקיים ניסיון של הומוסקסואלים להעביר את האחריות לסיבות ביולוגיות.
היה חוקר שטען כי מבנה המוח של הומוסקסואלים דומה למבנה מוח של נשים. הוא ניסה לערוך את המחקר על הומוסקסואלים שהיה להם איידס אבל מחקריו היו בעייתיים. ראשית, על מנת לחקור מוח דרוש מוות. שנית, מבנה המוח משתנה בהתאם לאירועי החיים שלנו, וכאן עולה שאלת הביצה והתרנגולת – האם אורח החיים שלהם הושפע ממבנה המוח או להפך. ברור שיש משהו פיזיולוגי, אך לא ידוע מה.
על פי מחקרים בגנטיקה- הומוסקסואליות היא גנטית. המחקרים מראים שההסתברות של אדם להיות הומוסקסואל עולה כאשר יש לו קרוב משפחה שהוא הומוסקסואל, אצל תאומים לא זהים חלה עלייה, ואצל תאומים זהים העלייה אף חדה יותר. הדבר תקף גם לגבי לסביות. חשוב להדגיש שאדם שיש לו נטיה להיות הומוסקסואל/ לסבית, לא בהכרח יהיה כזה, ולהפך, אדם שנולד ללא הגנים, לא בהכרח שיהיה סטרייט. קיימים משתנים חברתיים שונים נוספים המשפיעים על הנטייה המינית- הטרוסקסואלית, דו-מינית או הומוסקסואלית.
על פי טענת סוציולוגים שונים של המיניות, אם יוצאים מנקודת הנחה שהחברה שלנו בעיקרה לא תומכת בהומוסקסואלים, ניתן להסיק שאנשים לא יבחרו להיות הומואים "כי בא להם". מסיבה זאת, המחקרים העוסקים בהומוסקסואליות מחפשים משהו פנימי ש"גרם" לאנשים להיות הומואים. ישנן שלוש תגובות אפשריות להומוסקסואליות: סבבה (קבלה, אהדה), איכס (הדרה, שנאה) ומה אכפת לי (התעלמות). הגישות תלויות בהיותה של התרבות Sex Positive או Sex Negative.