Testosteron lages fra kolesterol og er dermed et typisk steroidhormon (se hormonsystemet) som virker ved å passere cellemembranen og aktivere spesifikke gener i målcellene.
Under puberteten vil testosteron ikke bare regulere spermatogenesen, men også påvirke en rekke andre fysiologiske prosesser. Testosteron virker på reproduksjonsorganers vekst og funksjon, inkludert kjertler, ductus deferens og penis. Ved manglende testosteron, vil denne veksten utebli, spermatogenesen vil avta eller forsvinne, og personen vil få ereksjons- og ejakulasjonssvikt.
I tillegg har testosteron effekter på sekundære kjønnskarakteristika inkludert utvikling av kroppshår, forstørrelse av larynks (dypere stemme), beinvekst og vekst i skjelettmuskulatur.