Na uwalnianie oksytocyny wpływa wiele czynników związanych z seksualnością człowieka. Oksytocyna, wytwarzana w różnych obszarach ciała, ma działanie hormonalne i neurologiczne. Jego działanie hormonalne przyspiesza karmienie piersią, skurcze macicy podczas porodu i podniecenie seksualne zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. W mózgu uwalnianie oksytocyny ma szerszy zakres efektów dotyczących wiązania par i podniecenia seksualnego. Badania nad oksytocyną okazały się obiecujące w stosowaniu jej w leczeniu autyzmu.
Pomimo większego wpływu na seksualność kobiet, oksytocyna jest obecna zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. U kobiet jajniki uwalniają oksytocynę na początku każdego cyklu miesiączkowego. Podczas porodu wywołuje skurcze macicy; hormon później odgrywa dużą rolę w karmieniu piersią. U mężczyzn uwalnianie oksytocyny następuje w jądrach podczas podniecenia seksualnego, choć w znacznie mniejszych ilościach w porównaniu z kobietami. Od 2011 r. rola hormonalnej oksytocyny u mężczyzn jest nadal nieco niejasna, ponieważ większość badań koncentruje się na roli hormonu w reprodukcji kobiet.
Hormonalna oksytocyna ma bardziej subtelne działanie w sferze podniecenia seksualnego. Jego wpływ na fizjologię człowieka zmniejsza strach i zwiększa zaufanie. Ta zmiana jest konieczna, aby orgazm wystąpił zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet.
Oksytocyna wytwarzana w jajnikach i jądrach nie może dotrzeć do ludzkiego mózgu ze względu na barierę krew-mózg. Mózg wytwarza własną oksytocynę w celu uzupełnienia biologicznego wpływu hormonu na ludzką seksualność. U mężczyzn i kobiet neuronalne uwalnianie oksytocyny powoduje wiązanie par zarówno w związkach seksualnych, jak i nieseksualnych. Na przykład posiadanie psa przez kilka minut powoduje nerwowe uwalnianie oksytocyny zarówno u ludzi, jak iu zwierząt; te badania częściowo wyjaśniają powinowactwo ludzi do psów od tysięcy lat.
Największe uwalnianie neuronalnej oksytocyny u ludzi następuje natychmiast po porodzie kobiety. Obecność oksytocyny, gdy matka widzi swoje dziecko po raz pierwszy, uruchamia instynkt macierzyński matki. Hormonalna oksytocyna uwalniana podczas karmienia piersią wzmacnia te odczucia w kolejnych miesiącach. Badania na zwierzętach wykazały, że oksytocyna nie podtrzymuje instynktu macierzyńskiego po pierwszych miesiącach życia dziecka; raczej tworzy wzorce zachowań matczynych, które ostatecznie nie wymagają utrzymania uwalniania oksytocyny.
Badania nad uwalnianiem oksytocyny sugerują, że syntetyczna oksytocyna może być w stanie leczyć autyzm. W dwóch próbach badawczych w 2000 roku leczono pacjentów z autyzmem oksytocyną podawaną donosowo. W większości przypadków pacjenci na krótko rozwinęli lepsze umiejętności komunikacyjne i bardziej odpowiednie zachowania społeczne. Chociaż leczenie oksytocyną może pewnego dnia pomóc osobom z autyzmem, negatywne skutki uboczne związane z ciągłym uwalnianiem oksytocyny oznaczają, że nadal istnieje wiele przeszkód do pokonania, zanim syntetyczna oksytocyna stanie się opcją długoterminowego leczenia.