Banyak faktor yang berhubungan dengan seksualitas manusia mempengaruhi pelepasan oksitosin. Oksitosin, diproduksi di berbagai area di seluruh tubuh, memiliki efek hormonal dan neurologis. Efek hormonalnya mendorong menyusui, kontraksi rahim selama persalinan dan gairah seksual pada pria dan wanita. Di dalam otak, pelepasan oksitosin memiliki efek yang lebih luas terkait ikatan pasangan dan gairah seksual. Penelitian oksitosin telah menunjukkan harapan dalam menggunakannya sebagai pengobatan untuk autisme.
Meskipun memiliki efek yang lebih besar pada seksualitas wanita, oksitosin ada pada pria dan wanita. Pada wanita, ovarium melepaskan oksitosin selama awal setiap siklus menstruasi. Selama persalinan, itu mendorong kontraksi rahim; hormon tersebut nantinya berperan besar dalam menyusui. Pada pria, pelepasan oksitosin terjadi di testis selama gairah seksual, meskipun dalam jumlah yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan wanita. Sampai tahun 2011, peran hormon oksitosin pada pria masih belum jelas karena sebagian besar penelitian berfokus pada peran hormon dalam reproduksi wanita.
Hormon oksitosin memiliki efek yang lebih halus dalam bidang gairah seksual. Pengaruhnya pada fisiologi manusia mengurangi rasa takut dan meningkatkan kepercayaan. Perubahan ini diperlukan agar orgasme terjadi pada pria dan wanita.
Oksitosin yang diproduksi di ovarium dan testis tidak dapat mencapai otak manusia karena penghalang darah-otak. Otak memproduksi oksitosin sendiri untuk melengkapi efek biologis hormon tersebut pada seksualitas manusia. Pada pria dan wanita, pelepasan oksitosin saraf menyebabkan ikatan pasangan dalam hubungan seksual dan non-seksual. Misalnya, memelihara seekor anjing selama beberapa menit menyebabkan pelepasan oksitosin saraf baik pada manusia maupun hewan; penelitian ini sebagian menjelaskan afinitas yang dimiliki manusia terhadap anjing selama ribuan tahun.
Pelepasan terbesar oksitosin saraf pada manusia terjadi segera setelah seorang wanita melahirkan. Kehadiran oksitosin ketika seorang ibu melihat anaknya untuk pertama kali memulai naluri keibuan ibu. Hormon oksitosin yang dilepaskan melalui menyusui memperkuat perasaan ini selama bulan-bulan berikutnya. Penelitian pada hewan telah mengungkapkan bahwa oksitosin tidak mempertahankan naluri keibuan melewati beberapa bulan pertama kehidupan anak; sebaliknya, ini menciptakan pola perilaku ibu yang pada akhirnya tidak memerlukan pelepasan oksitosin untuk dipertahankan.
Penelitian pelepasan oksitosin telah menyarankan bahwa oksitosin sintetis mungkin dapat mengobati autisme. Dua percobaan penelitian pada tahun 2000-an merawat pasien autis dengan oksitosin yang diberikan secara nasal. Dalam kebanyakan kasus, pasien secara singkat mengembangkan keterampilan komunikasi yang lebih baik dan perilaku sosial yang lebih tepat. Meskipun perawatan oksitosin suatu hari nanti dapat membantu individu dengan autisme, efek samping negatif yang terkait dengan pelepasan oksitosin terus menerus berarti masih banyak rintangan yang harus diatasi sebelum oksitosin sintetis menjadi pilihan pengobatan jangka panjang.