隨著性別的分化，男性胎兒和女性胎兒的大腦也開始以不同方式發育。在下丘腦、激素中心以及前腦和中腦的“中轉站”部位可以看出明顯的不同。這里控制著大量的身體機能，如性覺醒、饑餓感、干渴感、對于冷熱的感知和應急反應。一組針頭大小的細胞，也即所謂的“下丘腦區第三間隙核”，被認為是控制性欲望的。當男孩和女孩還處在嬰兒期時，這組細胞的大小是相同的；但男孩到了10歲時，這組細胞開始成長，而且，男孩進入青春期后該部位的神經細胞是女孩的2.5倍。

關于男性和女性大腦差異，最易引發爭論的是連接左右半腦之間的神經纖維束數量的差異。女性大腦中胼胝體這個連接左右半腦的橋梁明顯要比男性的大，這也可以解釋男性和女性在思維方式上的差異。女性會同時運用大腦左右半球，而男性卻通常只能調用一個半球的信息。

也有研究表明女孩的左半腦發育速度要比男孩快，也正因為如此，男孩學習說話的時間通常比女孩晚。負責空間和視覺方面感知的右半腦則會在女孩身上發育得較晚，這也是女孩的空間方位感比較差的原因。

即使是在懷孕期間，女嬰的身體骨骼發育也要比男嬰提前3周。在出生時，女嬰在身體發育上已經比男嬰提前4~6周了。而在青春期，大部分女孩比她們的男性同學在身心發育上至少提前兩年，這是毫無疑問的。

先天差異

男孩出生所需的時間要比女孩平均長一個半小時，這已經形成規律，也許是因為男孩的平均體重比女孩重5%。如果一個女嬰看起來比較開心，可能是由于她出生的過程比較順暢，沒有經歷多少痛苦。據估計，1987年，芬蘭新生男嬰的出生危險在阿普加評分上要比女孩高20%。(阿普加評分是由美國醫生弗吉尼亞·阿普加發明的一項指標，它包括一系列新生兒的重要信息：呼吸、脈搏、膚色、外表、反應。)在早產兒中，女嬰出現精神障礙、感染疾病或發生其他事故的概率要比男嬰低。而且，女嬰的父母比較幸運的是：女嬰比男嬰更健壯、更有活力。究其原因，我們只能從已知的對男女嬰兒身體狀態產生影響的因素來進行推測，但可以肯定的是，皮質醇(一種激素)和睪丸素會使男孩的免疫系統更加脆弱。

也許女嬰出生后對外界環境的適應性更好，并且與親人進行眼神交流的時間較長，這些都可能是女嬰身體抵抗力更強的原因。同時，女嬰對噪音的反應和對房間里其他人的反應會更強烈，她們哭得比男嬰少，并且更容易平靜下來。