Mulți factori legați de sexualitatea umană influențează eliberarea de oxitocină. Oxitocina, produsă în diferite zone ale corpului, are efecte hormonale și neurologice. Efectele sale hormonale determină alăptarea, contracțiile uterine în timpul travaliului și excitația sexuală atât la bărbați, cât și la femei. În creier, eliberarea de oxitocină are o gamă mai largă de efecte în ceea ce privește legarea de perechi și excitația sexuală. Cercetările asupra oxitocinei s-au arătat promițătoare în utilizarea acesteia ca tratament pentru autism.
În ciuda faptului că are un efect mai mare asupra sexualității feminine, oxitocina este prezentă atât la bărbați, cât și la femei. La femei, ovarele eliberează oxitocină la începutul fiecărui ciclu menstrual. În timpul travaliului, provoacă contracții uterine; hormonul joacă mai târziu un rol important în alăptare. La bărbați, eliberarea de oxitocină are loc la nivelul testiculelor în timpul excitării sexuale, deși în cantități mult mai mici în comparație cu femeile. Începând cu 2011, rolul oxitocinei hormonale la bărbați este încă oarecum neclar din cauza majorității cercetărilor care se concentrează pe rolul hormonului în reproducerea feminină.
Oxitocina hormonală are efecte mai subtile în domeniul excitării sexuale. Efectele sale asupra fiziologiei umane reduc frica și cresc încrederea. Această schimbare este necesară pentru ca orgasmul să apară atât la bărbați, cât și la femei.
Oxitocina produsă în ovare și testicule nu poate ajunge în creierul uman din cauza barierei hemato-encefalice. Creierul își produce propria oxitocină pentru a completa efectele biologice pe care le are hormonul asupra sexualității umane. La bărbați și femei, eliberarea neuronală de oxitocină provoacă legături de perechi atât în relațiile sexuale, cât și în cele non-sexuale. De exemplu, a avea un animal de companie individual un câine pentru câteva minute provoacă eliberarea de oxitocină neuronală atât la om, cât și la animal; această cercetare explică parțial afinitatea pe care oamenii o au pentru câini de mii de ani.
Cea mai mare eliberare de oxitocină neuronală la om are loc imediat după ce o femeie dă naștere. Prezența oxitocinei atunci când o mamă își vede copilul pentru prima dată declanșează instinctul matern al mamei. Oxitocina hormonală eliberată prin alăptare întărește aceste sentimente în următoarele luni. Cercetările pe animale au arătat că oxitocina nu menține instinctul matern peste primele câteva luni de viață ale copilului; mai degrabă, creează modele de comportament matern care în cele din urmă nu necesită eliberarea de oxitocină pentru a fi menținută.
Cercetările privind eliberarea de oxitocină au sugerat că oxitocina sintetică poate fi capabilă să trateze autismul. Două studii de cercetare din anii 2000 au tratat pacienți cu autism cu oxitocină administrată nazal. În cele mai multe cazuri, pacienții au dezvoltat pe scurt abilități de comunicare mai bune și comportamente sociale mai adecvate. Deși tratamentele cu oxitocină pot ajuta într-o zi persoanele cu autism, efectele secundare negative asociate cu eliberarea continuă de oxitocină înseamnă că mai sunt multe obstacole de depășit înainte ca oxitocina sintetică să devină o opțiune de tratament pe termen lung.