L'omosessualità non ha una causa singola, ma è il risultato di una complessa interazione di fattori biologici, genetici, ormonali e ambientali che orientano l'attrazione affettiva e sessuale. La ricerca scientifica suggerisce che l'orientamento sessuale, sia esso eterosessuale o omosessuale, è programmato in gran parte prima della nascita e non è una scelta.
Attraverso alcuni test effettuati su un campione di 400 persone omosessuali nate dagli stessi genitori, si è scoperto che sono un gene nella regione Xq28 e un altro che si trova nel cromosoma 8 a giocare un ruolo fondamentale nello sviluppo di questo orientamento sessuale.
La crescita è dovuta alle nuove generazioni che sono diventate adulte. Quindi la maggior parte delle persone LGBT sono i ventenni: «Negli ultimi anni si è verificato un aumento dell'identificazione LGBTQ+ quando i membri della Generazione Z e della generazione Millennial sono entrati nell'età adulta.
Le motivazioni psicodinamiche dell'omosessualità sono da ricercare sopratutto in un blocco del normale training erotico nell'infanzia o nella pubertà, derivato essenzialmente dai modelli parentali. Nella maggior parte dei pazienti omosessuali si rivela una profonda insicurezza rispetto al ruolo sessuale.
In alcune specie il comportamento omosessuale può fungere da collante che aiuta a rafforzare e mantenere le relazioni sociali tra gli individui della popolazione.