同性恋行为，或称同性恋生活模式，是基于同性吸引，从而选择这种包括同性之间的情感倚赖及性行为的生活模式。同性恋跟安乐死及死刑一样，这是一个极具争议性的道德伦理课题。
究竟性取向是天生的还是后天的？是不可变的还是可选择的？有些人认为同性恋是一个学习行为，但也有人认为，如果同性恋是一种学习行为的话，应该可以通过让同性恋者学习异性恋者的性觉醒、性刺激和性行为来改变同性恋取向，但这事实上是很困难的。
科学家通过对同性恋者的大脑解剖，发现同性恋男性的大脑与异性恋女性的大脑有相似的地方，而与异性恋男性的大脑有区别。其他的发现包括同性恋男性的手指印与异性恋女性的相类似，如一个胎儿的手指印在16周形成。这表示同性恋可能是由基因决定的。
对同卵双胞胎的研究表示，如果其中一个双胞胎是同性恋者，则另一个是同性恋者的比率增加50%。科学对同性恋的研究还很初步，而每一个新的发现都改变着科学观察同性恋的方式。
性取向，是指一个人在情感、浪漫、与性上对男性及女性有何种型态的耐久吸引。最近几十年的研究表明，性倾向是个程度渐进的连续概念，好比肤色。每个人的性倾向位于从“只对异性感兴趣”到“只对同性感兴趣”之间的某个位置。
关于性取向产生有很多的理论。当今大多数科学家同意性取向很可能是环境，认知和生物等多种因素的综合结果。总之，重要的是应当认识到性取向可能是很多因素造成的，而且因人而异。
性取向是一个复杂的问题，受到多种因素的影响。精神分析的理论认为，未获得解决的恋母或恋父情结是决定“性”定向的重要因素。他们设想：对母亲过分亲昵，对父亲疏远或敌视的男孩，会产生对其异性性冲动的恐惧，从而促使其性取向转向同性。
性学习理论则主张，童年早期的同性恋体验或幻想不仅未受到抑制，反而通过性行为和手淫得到强化，促进了同性别的性取向，而遗传学研究并未能发现决定性取向的基因标记。
美国加州大学洛杉矶分校的心理学家募集了792个研究对象，其中男同性恋者、女同性恋者、男异性恋者、女异性恋者各有198人。该问卷填写者被问到他们儿时有否参与过58种游戏或运动。结果发现女同性恋者和男同性恋者较倾向玩一些非性别典型的活动。
有研究者以问卷和访问调查了巴西、土耳其和泰国三地的成年男子，共有878个对象，当中177人是同性恋者，157人是双性恋者，544人是异性恋者。普遍来说，男同性恋者童年时对运动较不感兴趣，较多跟女孩子玩，性格也没那么有侵略性。
心理学家理查·格林在1960年代后期募集了66个行为女性化的男孩，另有56个男孩作为控制组。当他们踏入青春期或成年後，在能成功联系上的样本中，控制组的35人全是异性恋者；实验组的44人中，有33人是同性恋者或双性恋者，11人是异性恋者。
关于荷尔蒙对性倾向的影响，科学家多是针对出生前荷尔蒙研究。不少科学家认为荷尔蒙是影响因素之一。从动物实验上得知，实验鼠在出生前荷尔蒙浓度会影响其性倾向。
患有先天性肾上腺增生症（ 在胚胎发育期睾丸素过多）的女性，跟她们一些没有患此症的女性亲戚比较，前者同性恋的比率较一般女性高。一些非性别典型的特质（包括喜好的游戏、攻击性、食指无名指长比）会受到出生前荷尔蒙浓度影响。
从心理角度分析，来自于家庭或家族中男性角色缺失，男孩在妈妈、姐姐、姑姑、阿姨等女性圈中长大，或男性气质遭遇挫败(挫败指父辈男性气质被创伤事件削弱，并失去对男孩的正性影响)。
在幼年时，性别认同遭遇混乱，比如家人把女孩当男孩养、男孩当女孩养，或过分强调男孩像女孩子，其三父爱母爱缺失、被同性大哥哥或姐姐照顾而产生强烈依恋与朦胧的爱意。
来自与环境、传媒及社会文化影响，比如青春期的孩子正处于角色混乱与探索自我的高峰期，他们往往会在着装、行为语言甚至心灵上，模仿自己所追随的偶像以得到自我角色满足感，更能获取异性或同伴的关注。
双性取向的人，是可以从两性中任何一个获得性和感情方面满足的。真正的双性取向的人，并不必须同时在生活中发生与两性的性关系，绝大多数双性取向的人，在生活中的任何阶段，是可以与异性或者同性建立稳定的一对一关系的。
过去对性取向的决定有很多不同的看法。例如，在一种情况下，一个人当仅当他们进行了同性性行为，就被认为是同性恋；但是有时一个人可以偶尔进行同性性行为，但在取向上仍被认为是异性恋者。