睪酮對人類及其他脊椎動(dòng)物通過兩個(gè)方式來產(chǎn)生效用：直接或以血清雙氫睪酮（DHT）形式使雄激素受體活躍化 轉(zhuǎn)化為雌二醇使某些雌激素受體活躍化

游離的睪酮會(huì)被運(yùn)送至目標(biāo)組織細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，與雄激素受體結(jié)合，或被5α-還原酶轉(zhuǎn)為血清雙氫睪酮（DHT）。DHT同樣會(huì)與雄激素受體結(jié)合（這種結(jié)合更穩(wěn)固，DHT的男性激素強(qiáng)度約是睪酮的2.5倍）。睪酮受體或血清雙氫睪酮受體會(huì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變，并讓它們進(jìn)入細(xì)胞核，與染色體DNA內(nèi)特定的核苷酸結(jié)合。結(jié)合的區(qū)域稱為激素反應(yīng)元件（HRE），并影響某些基因的復(fù)制活動(dòng)，產(chǎn)生男性激素效用。

在其他脊索動(dòng)物的組織內(nèi)也會(huì)有雄激素受體，而雄性及雌性對睪酮的反應(yīng)也相當(dāng)一致。在出生前雄性與雌性的睪酮?jiǎng)┝康牟町?，?huì)導(dǎo)致在青春期或整個(gè)生命上的生物差異。

睪酮芳構(gòu)化成雌二醇會(huì)對腦及骨這兩個(gè)人體重要的組織構(gòu)成主要的影響。在骨中，雌二醇加速了軟骨成長為骨的過程，使骨端接合及完成生長的程序。在中樞神經(jīng)中，雌二醇是給予下視丘的主要回饋訊號，尤其在影響排卵素的分泌。在很多哺乳動(dòng)物的腦部中，某些性別差異區(qū)域在出生前或產(chǎn)期的雄性化，都是受著睪酮所產(chǎn)生的雌二醇影響，決定將來的雄性性行為。