vignette|Drapeau des orientations sexuelles, pendant la marche des fiertés à Nottinghamshire, en 2011.

L'orientation sexuelle est, en sciences sociales, un mode durable d'attirance sexuelle pour le sexe (ou genre) opposé, le même sexe, ou les deux sexes (ou pour diverses expressions de genre).

En sciences naturelles et plus précisément en éthologie, les autres espèces d'êtres vivants montrent que la sexualité sert le plus souvent au tissage des liens entre individus et rarement uniquement à la procréation : toutes les formes et variantes que l'on peut rencontrer dans les sociétés humaines sont présentes dans la biosphère, de sorte que nul type d'orientation sexuelle ou de structure familiale de l'humanité ne peut être qualifié de « plus naturel » qu'un autre ; ils sont tous « naturels » et seules les coutumes, les croyances, les civilisations ou les législations créent des normes, des préférences, des interditsJean Génermont, Une histoire naturelle de la sexualité, Les Éditions matériologiques, décembre 2014, et An Encyclopaedia of Gay, Lesbian, Bisexual, Transgender and Queer Culture, 2004 ().

D'après l'Association américaine de psychologie, l'orientation sexuelle humaine renvoie aussi à un sentiment .

Ces attirances sont communément acceptées comme étant l'hétérosexualité, l'homosexualité, la bisexualité et l'asexualité, cette dernière étant parfois considérée comme une absence d'orientation sexuelleBogaert, Anthony F. (2006). "Toward a conceptual understanding of asexuality". Review of General Psychology 10 (3): 241–250. Retrieved on December 16, 2011.. Dans la culture LGBT, sont apparues d'autres désignations alternatives, telles que pansexualité, omnisexualité, ou altersexualité ; et le concept d'orientations romantiques apparu au sein de la communauté asexuelle. Certaines personnes n'utilisent aucune étiquette pour décrire leur orientation sexuelle.

Certaines personnes se définissent d'après une certaine orientation sexuelle, sans que leur comportement sexuel ne soit en accord avec l'identité affirmée Meg Barker, Christina Richards, Rebecca Jones, Helen Bowes-Catton, Tracey Plowman, Jen Yockney et Marcus Morgan, The Bisexuality report : Bisexual inclusion in the LGBT equality and diversity, Centre for Citizenship, Identities and Governance and Faculty of Health and Social Care Bisexuality Studies Focus On Health, Behavior and Identity ; par exemple, de nombreuses personnes s'étant engagées dans des relations avec des personnes des deux sexes à des degrés divers ne se définissent pas comme bisexuelles mais comme ou .

La question de l'orientation sexuelle est, chez l'être humain, un thème complexe et parfois à l'origine de controverses scientifiques ou sociales. Les nombreuses données génétiques, physiologiques, neurobiologiques et psychologiques suggèrent que la communication chimique, avec les phéromones, sont le principal facteur de l'orientation sexuelle dans la majorité des espèces animales Keller M., Bakker J. Special issue (12 articles) : Behavioural Brain Research, 200(2):237-358, 2009. Chez l'être humain, il existerait plutôt des origines multifactorielles de préférences sexuelles.

Chez les animaux sexués, la sexualité correspond à des processus biologiques spécifiquement organisés pour que les mâles et les femelles s'identifient et s'attirent afin de se reproduire, mais il n'est pas rare d'observer des comportements non hétérosexuels. Chez les animaux les plus simples, comme les insectes, ce sont les structures biologiques de la communication chimique qui sont les processus à l'origine d'un comportement sexuel avant tout hétérosexuel (mais chez certaines espèces d'insectes, notamment de punaises, on observe des relations bisexuelles de manière généralisée chez les mâles). Un exemple typique de cette communication chimique est le bombykol, la phéromone sexuelle du bombyx du mûrier, qui est émise par la femelle et qui attire le mâle à plusieurs kilomètres de distance. Chez les mammifères, dans l'état actuel des connaissances, les principales structures impliquées dans l'orientation sexuelle sont les structures olfactives qui détectent (organe voméronasal, épithélium olfactif) et analysent (bulbe olfactif accessoire, amygdale voméronasale…) les phéromones sexuelles.

Chez les hominidés et l'être humain, plusieurs facteurs biologiques contrôlent l'orientation sexuelle. En particulier chez l'être humain, il existe plutôt une dynamique multifactorielle complexe, où divers facteurs (génétiques, biologiques, apprentissages, socialisation, représentations …) se combinent, ce qui aboutit au développement de préférences sexuelles. Dans la majorité des sociétés actuelles, où existent une culture hétérosexuelle dominante Katz J.N. Dutton book, 1995 Connell R.W. Theory and society, 22:597-623, 1993 et une culture homosexuelle plus marginale, la majorité des personnes développent des préférences globalement hétérosexuelles, et une minorité des préférences homosexuelles, bisexuelles ou asexuelles.

Actuellement, les données des neurosciences récentes concernant les préférences sexuelles ne font pas encore consensus au sein de la communauté scientifique et ne sont pas encore intégrées par la culture contemporaine. Le concept d'orientation sexuelle est ainsi principalement utilisé dans le domaine des sciences sociales.

Fondements neurobiologiques de l'orientation sexuelle Rôle décisif de la communication chimique La communication chimique joue un rôle décisif dans tous les comportements des animaux. Les phéromones, qu'elles soient sexuelles, d’alarme, de trace, épidéictiques ou d'agrégation, sont utilisées pour communiquer de nombreuses informations vitalesMcFarland D. Le comportement animal. Psychobiologie, éthologie et évolution. De Boeck, 2009.

Chez les insectes Chez les insectes, les phéromones permettent d'attirer réciproquement les femelles et les mâles, même à plusieurs kilomètres de distance. Les phéromones sont détectées par les antennes, même à faible concentration. On observe que toutes les femelles sont attirées par tous les mâles, et inversement. Expérimentalement, en modifiant des gènes liés aux phéromones, on peut modifier sélectivement certains processus de l'orientation sexuelle : un mâle génétiquement modifié uniquement pour produire des phéromones femelles attire les autres mâles, tout en restant attiré par les femelles Ferveur J.-F., Savarit F., O'Kane C., Sureau G., Greenspan R., Jallon J.-M. Science, 276(5318):1555-1558, 1997 ; un mâle dont un des principaux récepteurs aux phéromones est féminisé est attiré par d'autres mâles Lu B., Zelle K.M., Seltzer R., Hefetz A., Ben-Shahar Y. Biol. Open., 3(2):152-160, 2014. Ces données confirment, chez les insectes, que ce sont les structures biologiques qui produisent, détectent et analysent la communication chimique qui sont les processus à l'origine de l'orientation sexuelle.

Chez les mammifères Chez les mammifères, qui possèdent de grandes capacités d'apprentissages, il est très important de bien distinguer les capacités acquises des processus innés. Des expériences montrent que des rongeurs mâles dont on a empêché tout apprentissage sexuel sont sexuellement excités par des phéromones sexuelles émises par des femelles en œstrus Sachs B.D. . Physiology & Behavior, 62(4):921-924, 1997. Une autre expérience clé montre que la destruction de l'organe voméronasal fait disparaître la capacité de reconnaître le partenaire de sexe opposé STOWERS L., HOLY T. E., MEISTER M., DULAC C., KOENTGES G. Loss of sex discrimination and male-male aggression in mice deficient for TRP2, Science, 295(5559):1493-1500, 2002 Pankevich D.E., Baum M.J., Cherry J.A. Olfactory sex discrimination persists, whereas the preference for urinary odorants from estrous females disappears in male mice after vomeronasal organ removal. The Journal of Neuroscience, 24(42):9451-9457, 2004 KIMCHI T., XU J., DULAC C. A functional circuit underlying male sexual behaviour in the female mouse brain, Nature, 448(7157):1009-1014, 2007. Ces expériences comportementales confirment, comme chez les autres animaux, le rôle inné et majeur de la communication chimique et des phéromones sexuelles dans l'orientation sexuelle des mammifères.

700px|vignette|center|Schéma simplifié des circuits neurobiologiques du comportement de reproduction des mammifères, chez la femelle. L'orientation sexuelle dépendrait principalement des circuits olfactifs. C'est dans les bulbes olfactifsKang N., Baum M.J., Cherry J.A. Different profiles of main and accessory olfactory bulb mitral/tufted cell projections revealed in mice using an anterograde tracer and a whole-mount, flattened cortex preparation. Chem. Senses, 36(3):251-260, 2011 et dans les structures plus centrales (amygdale, hypothalamus ventromédian, noyau préoptique médian), que l'information olfactive est traitée différemment selon le sexeBaum M.J. Sexual differentiation of pheromone processing: links to male-typical mating behavior and partner preference. Hormones and Behavior, 55(5):579-588, 2009.

Au niveau neurobiologique et physiologique, même si actuellement on ne connaît pas en détail tous les processus impliqués dans l'orientation sexuelle, les études montrent l'existence de différents processus coordonnés qui concourent à l'orientation hétérosexuelle : au niveau de la production, de la libération, de la détection et du traitement des informations phéromonales. la détection des phéromones sexuelles est réalisée principalement au niveau de l'organe voméronasal, ainsi qu'au niveau de l'épithélium olfactif, avec des interactions fonctionnelles entre ces deux structures ; cette détection des phéromones est contrôlée par les hormones sexuelles au niveau des récepteurs Dey S., Chamero P., Pru J.K., Chien M.S., Ibarra-Soria X., Spencer K.R., Logan D.W., Matsunami H., Peluso J.J., Stowers L. Cell, 161(6):1334-1344, 2015. ; concernant le traitement inné des phéromones sexuelles, les phéromones peuvent déclencher l'excitation sexuelle (l'érection chez le mâle), l'attraction sexuelle et la mémorisation des caractéristiques du partenaire sexuel Roberts S.A., Simpson D.M., Armstrong S.D., Davidson A.J., Robertson D.H., McLean L., Beynon R.J., Hurst J.L. . BMC. Biol., 8(1):75, 2010, le développement de nouveaux neurones dans l'hippocampe (ce qui correspond à la formation de la mémoire) Hoffman E., Pickavance L., Thippeswamy T., Beynon R.J., Hurst J.L. Front Behav. Neurosci., 9:106, 2015. ; il existe des molécules spécifiques pour transporter les phéromones jusqu'à l'urine, les protéines MUP Hurst J.L., Robertson D.H.L., Tolladay U., Beynon R.J. Proteins in urine scent marks of male house mice extend the longevity of olfactory signals. Anim Behav., 55(5):1289-1297, 1998 Gomez-Baena G., Armstrong S.D., Phelan M.M., Hurst J.L., Beynon R.J. The major urinary protein system in the rat. Biochem. Soc. Trans., 42(4):886-892, 2014 ; il existe des comportements spécifiques pour émettre et rechercher les phéromones, en particulier celles contenues dans l'urine : le marquage du territoire avec l'urine, le léchage ano-génital et facial, le reniflage et le flehmen.

On observe ainsi qu'il existe tout un ensemble de processus qui concourent à l'organisation d'une orientation sexuelle, contrôlée par les hormones. Tous les processus connus et décrits sont spécifiques d'une orientation hétérosexuelle Knobil E., Neill J.D. (Eds). Academic Press, 3nd edition, 2005.. Néanmoins, comme ces processus ne sont pas toujours optimisés, et qu'il existe des variations génétiques et physiologiques, les excitations et les activités sexuelles ne sont pas toujours hétérosexuelles.

Chez les hominidés et l'humain