As diferenças existentes entre machos e fêmeas na morfologia e nas modalidades de funcionamento de numerosos núcleos cerebrais são determinadas, em grande parte, pelo ambiente hormonal presente durante o desenvolvimento embrionário. Os hormônios esteróides, em modo particular a testosterona, desenvolvem um papel crucial na masculinização dos centros cerebrais que governarão a secreção de vários hormônios hipotalâmicos e hipofisários, o comportamento sexual e a capacidade de aprendizagem e de memorização do indivíduo adulto. Nos últimos anos, surgiram dois aspectos importantes em relação ao mecanismo de ação da testosterona: 1) sua conversão, diretamente em nível de células-alvo, em compostos em grau de amplificar ou diversificar sua ação; 2) a presença, no sistema nervoso central (em particular no hipotálamo), da 5-alfa-redutase e da aromatase, enzimas necessárias a tais transformações. A interação dos metabólitos ativos resultantes (respectivamente, diidrotestosterona e estradiol) com específicos receptores intracelulares induz a transcrição de genes que determinam a diferenciação, em sentido masculino, das estruturas cerebrais em via de desenvolvimento. Nesta breve revisão, descrevem-se os conhecimentos atuais das principais características das duas vias enzimáticas que medeiam efeitos de diferenciação dos androgênios sobre o cérebro embrionário. Particular atenção é direcionada à discussão dos dados experimentais, obtidos principalmente nos roedores, em relação aos efeitos dos estrogênios de origem androgênica sobre a diferenciação sexual do cérebro. Discute-se também o papel co-primário que o genótipo desenvolve na diferenciação dimórfica do cérebro. Por fim, aborda-se a possível influência dos metabólitos ativos da testosterona sobre a diferenciação sexual do cérebro humano à luz de algumas doenças que comportam desequilíbrio nos níveis normais ou no mecanismo de ação dos hormônios gonadais durante o desenvolvimento embrionário.