No sexo masculino ele é produzido nos testículos, e no sexo feminino ele é produzido nos ovários. O organismo de um adulto do sexo masculino produz muito mais testosterona que o organismo do sexo feminino; por isso, a testosterona tem um papel determinante na diferenciação dos sexos.
A síntese da testosterona é estimulada pela ação do LH (hormônio luteinizante), que por sua vez é produzida pela hipófise.
Na mulher grávida, quando o feto for do sexo masculino, a testosterona auxilia este feto a desenvolver seus órgãos sexuais e características masculinas secundárias no início do desenvolvimento no útero.
No homem, a testosterona faz com que os testículos cresçam. Este hormônio deve estar presente também com o folículo estimulante antes que a espermatogênese se complete. Além de ser responsável pelo desenvolvimento e manutenção das características masculinas, a testosterona é importante para a função sexual normal.
Esse hormônio, em quantidades mais elevadas, pode causar agressividade e estimular a libido. Ele afeta também as funções neurológicas e comportamentais como o interesse sexual e a intensidade das emoções.