De belangrijkste verschillen tussen mannen en vrouwen zijn de X- en Y-chromosomen. Onder mensen vormen twee X-chromosomen een vrouw en een X- en een Y-chromosoom vormen een man. Er zijn echter andere onderscheidende kenmerken tussen deze chromosomen. Sommige verschillen zijn onder andere de grootte, het aantal genen en zelfs abnormale chromosoomparen. Bij sommige soorten hebben dieren een ander geslachtsbepalend systeem, omdat ze een Z- en een W-chromosoom gebruiken.
Werkgenen

Hoewel het mannelijke Y-chromosoom en het vrouwelijke X-chromosoom verschillen in grootte, variëren ze ook in het aantal werkende genen op het chromosoom. Het X-chromosoom bevat meer dan 1.000 werkende genen en het Y-chromosoom heeft minder dan 100 werkende genen. Hoewel mannen een X-chromosoom hebben, gedraagt het zich heel anders wanneer er een ander X-chromosoom aanwezig is in vergelijking met zijn gedrag wanneer een Y-chromosoom aanwezig is. Van de werkende genen op het X-chromosoom zijn 200 tot 300 uniek voor seks, dus slechts 700 tot 800 van de werkende genen worden gedeeld en actief bij zowel mannen als vrouwen.
Grootte

De werkelijke grootte van de chromosomen verschillen tussen mannen en vrouwen. Verschillende chromosoomparen bij mannen bleken groter te zijn dan die bij vrouwen toen chromosomen van schapen werden onderzocht. De verschillen in chromosoomgroottes kunnen de sleutel zijn om enkele verschillen tussen de geslachten te verklaren die niet worden verklaard door het X- of Y-chromosoom.
Temperatuur

Sommige soorten, zoals hagedissen, motten, vogels en platwormen, hebben verschillende geslachtsbepalingsgenen dan X en Y. Deze genen zijn Z en W. Het ZZ-genotype produceert mannen en de ZW produceert vrouwen. De geslachtsbepaling bij sommige van deze soorten wordt bepaald door de temperatuur. Hoge temperaturen zijn bekend, dicteren het geslacht van het dier. Bijvoorbeeld, hoge incubatietemperaturen voor alligator eieren bevorderen mannelijke, ZZ, genotypen. Bij veel hagedissen en schildpadden bevoordelen hoge incubatietemperaturen echter het vrouwtje, ZW, genotype.
Geslachtsafwijkingen

Er zijn verschillende syndromen die afwijkingen in de geslachtsdifferentiatie veroorzaken. Vrouwtjes met slechts één X-chromosoom hebben het syndroom van Turner en als het meisje de geboorte overleeft, zal ze abnormale groei ervaren en erg klein zijn, met extra huidplooien in de nek. Triple X-syndroom komt voor bij vrouwen met een extra X-chromosoom. Deze staan bekend als supervrouwen en lijken meestal op vrouwtjes met twee X-chromosomen. Mannen die zijn geboren met twee X-chromosomen en een Y-chromosoom hebben het Klinefelter-syndroom. Deze mannen zijn meestal erg vrouwelijk en kunnen zelfs hoge stemmen hebben. XYY-syndroom treedt op wanneer mannen een extra Y-chromosoom hebben. Deze staan bekend als supermannetjes en produceren meestal veel meer testosteron dan typische mannetjes.