Estudios fisiológicos del orgasmo en el hombre y la mujer realizados sólo han encontrado similitudes entre los orgasmos de unos y otras, salvo las diferencias propias de la anatomía de cada sexo.
El orgasmo es el alivio de una serie de tensiones sexuales experimentadas durante el periodo de excitación y de tensiones musculares acumuladas durante ese proceso. Acontece cuando tras la adecuada estimulación sexual (entre 2 y 4 minutos después de iniciarse como promedio en ambos sexos) se produce una media de diez contracciones de las estructuras pélvicas y genitales (con una duración, cada contracción, de ocho décimas de segundo en ambos sexos).
Parece que la hormona que ocasiona esas contracciones vividas como extraordinariamente placenteras es la misma en ambos casos: la oxitocina (sí, la misma que hace segregar la leche materna e inicia los trabajos del parto en el útero, quizás por eso, algunas mujeres dicen que tienen orgasmos cuando realizan esas tareas).

La mayor diferencia es que las sensaciones orgásmicas masculinas se localizan sólo en el pene y en los testículos, mientras que las mujeres disfrutan del placer en toda la zona pélvica. Desde el punto de vista anatómico, el orgasmo femenino abarca un área mayor que el masculino. Esta es la razón por la que las mujeres tienen la capacidad de alcanzar el clímax en forma repetida sin agotarse.
La única diferencia biológica entre los orgasmos masculinos y femeninos para un observador ajeno, es que los hombres eyaculan y las mujeres no (bueno, algunas hay que también lo hacen). Sin embargo, orgasmo y eyaculación son dos fenómenos diferentes que, aunque suelen ir juntos, pueden darse por separado. De hecho, son frecuentes las eyaculaciones masculinas que no van acompañadas de placer, del mismo modo que es frecuente que los niños prepúberes tengan orgasmos aunque no sean capaces de eyacular aún.