Gli ormoni sessuali sono ormoni che agiscono sugli organi sessuali, influenzandone sia la struttura, sia il funzionamento. Intervengono anche sul comportamento sessuale. Sono suddivisi in ormoni sessuali maschili e femminili. Nell'uomo il principale ormone sessuale è il testosterone, che interviene anche sulla crescita e sullo sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili (che sono, ad esempio, la crescita della barba, l'aumento della peluria, la variazione della voce, ecc.) e nei meccanismi che portano alla produzione delle proteine (sintesi proteica). Nel sangue il testosterone può essere dosato in due modi: come testosterone totale o come testosterone libero, che rappresenta la parte (circa l'1%) di testosterone che circola liberamente nel sangue. L'analisi è eseguita specialmente per valutare la presenza di carenze funzionali o di tumori dell'apparato genitale maschile o femminile. Non è strettamente necessario il digiuno prima del prelievo. In campo pediatrico il testosterone libero è dosabile nel periodo che precede la pubertà, caratterizzato da valori normali pari a 5-25 nanog/ml. I valori normali per il testosterone totale, invece, sono: meno di 30 nanog/dl nel bambino maschio, meno di 150 nanog/dl nell'adolescente maschio; meno di 10 nanog/dl nelle bambine, meno di 30 nanog/dl nelle adolescenti. Nei maschi si riscontrano valori più alti di quelli normali in caso di tumori delle ghiandole surrenali, di sindrome adrenogenitale (eccessiva produzione di ormoni surrenalici, che si manifesta con alterazione dei caratteri sessuali secondari), di pubertà precoce (a causa dell'alterazione del funzionamento di alcune ghiandole, si ha uno squilibrio ormonale, che conduce ad uno sviluppo degli organi riproduttori e ad una manifestazione anticipata dei caratteri sessuali secondari) e di eccessivo sviluppo dei testicoli e valori inferiori in caso di criptorchidismo (ritenzione del testicolo, che, pertanto, non è disceso nello scroto), ipogonadismo (carenza di ormoni sessuali), sindrome di Klinefelter (malattia genetica dovuta alla presenza di un cromosoma sessuale X in più nei maschi; chi ne è affetto presenta particolari caratteristiche fisiche, tra cui testicoli poco sviluppati, mammelle più o meno sviluppate, tendenza all'obesità, mancanza di peli sulla superficie del corpo e, generalmente, sterilità), pubertà ritardata (sviluppo più lento, ma normale), morbo di Addison (grave insufficienza della parte corticale delle ghiandole surrenali causata dalla distruzione progressiva delle stesse). Nelle femmine, invece, si riscontrano valori più alti della norma soprattutto in caso d'irsutismo (eccessiva peluria) e di sindrome adrenogenitale.