Mnogi čimbenici povezani s ljudskom seksualnošću utječu na oslobađanje oksitocina. Oksitocin, koji se proizvodi u različitim dijelovima tijela, ima hormonske i neurološke učinke. Njegovo hormonsko djelovanje potiče dojenje, kontrakcije maternice tijekom poroda i seksualno uzbuđenje kod muškaraca i žena. Unutar mozga, oslobađanje oksitocina ima širi raspon učinaka vezanih uz povezivanje parova i seksualno uzbuđenje. Istraživanje oksitocina pokazalo je obećavajuće korištenje kao lijek za autizam.
Unatoč tome što ima veći učinak na žensku seksualnost, oksitocin je prisutan i kod muškaraca i kod žena. Kod žena, jajnici otpuštaju oksitocin tijekom početka svakog menstrualnog ciklusa. Tijekom poroda potiče kontrakcije maternice; hormon kasnije igra veliku ulogu u dojenju. Kod muškaraca se oslobađanje oksitocina događa u testisima tijekom seksualnog uzbuđenja, iako u mnogo manjim količinama u usporedbi sa ženama. Od 2011. godine uloga hormonskog oksitocina u muškaraca još uvijek je donekle nejasna zbog većine istraživanja koja se usredotočuju na ulogu hormona u ženskoj reprodukciji.
Hormonalni oksitocin ima suptilnije učinke u području seksualnog uzbuđenja. Njegov utjecaj na ljudsku fiziologiju smanjuje strah i povećava povjerenje. Ova promjena je neophodna da bi se orgazam dogodio i kod muškaraca i kod žena.
Oksitocin proizveden u jajnicima i testisima ne može doći do ljudskog mozga zbog krvno-moždane barijere. Mozak proizvodi vlastiti oksitocin kako bi nadopunio biološke učinke koje hormon ima na ljudsku seksualnost. U muškaraca i žena, neuralno oslobađanje oksitocina uzrokuje povezivanje parova u seksualnim i neseksualnim odnosima. Na primjer, ako pojedinog ljubimca imate psa na nekoliko minuta uzrokuje neuralno oslobađanje oksitocina i kod ljudi i kod životinja; ovo istraživanje djelomično objašnjava sklonost koju ljudi imaju prema psima tisućama godina.
Najveće oslobađanje neuralnog oksitocina kod ljudi događa se odmah nakon što žena rodi. Prisutnost oksitocina kada majka prvi put vidi svoje dijete pokreće majčin majčinski instinkt. Hormonski oksitocin koji se oslobađa tijekom dojenja pojačava ove osjećaje tijekom sljedećih mjeseci. Istraživanja na životinjama otkrila su da oksitocin ne održava majčinski instinkt tijekom prvih nekoliko mjeseci djetetova života; nego stvara obrasce majčinog ponašanja koji na kraju ne zahtijevaju održavanje oslobađanja oksitocina.
Istraživanje oslobađanja oksitocina sugerira da bi sintetički oksitocin mogao liječiti autizam. Dva istraživačka pokusa iz 2000-ih liječila su autistične pacijente oksitocinom koji se daje nazalno. U većini slučajeva pacijenti su nakratko razvili bolje komunikacijske vještine i prikladnije društveno ponašanje. Iako tretmani oksitocinom mogu jednog dana pomoći osobama s autizmom, negativne nuspojave povezane s kontinuiranim oslobađanjem oksitocina znače da još uvijek postoje mnoge prepreke koje treba prevladati prije nego što sintetički oksitocin postane dugoročna opcija liječenja.