Les modèles biologiques ont généralement encadré l’orientation sexuelle en termes d’effets de la variation de la signalisation androgénique fœtale sur la différenciation sexuelle, bien que d’autres modèles biologiques existent. Malgré les différences marquées entre les sexes dans la structure faciale, la relation entre l’orientation sexuelle et la structure faciale est peu étudiée. Un total de 52 femmes lesbiennes, 134 femmes hétérosexuelles, 77 hommes gays et 127 hommes hétérosexuels ont été recrutés sur un campus canadien et lors de divers événements liés à la fierté et à la sexualité. Nous avons constaté que la structure faciale différait selon l’orientation sexuelle ; une variation substantielle de l’orientation sexuelle pouvait être prédite à l’aide de métriques faciales calculées par un programme de modélisation faciale à partir de photographies de visages blancs. Au niveau univarié, les femmes lesbiennes et hétérosexuelles différaient par 17 caractéristiques faciales (sur 63) et quatre étaient des prédicteurs multivariés uniques dans la régression logistique. Les hommes homosexuels et hétérosexuels différaient par 11 caractéristiques faciales au niveau univarié, dont trois étaient des prédicteurs multivariés uniques. Certaines des caractéristiques faciales, mais pas toutes, différaient entre les sexes. Les femmes lesbiennes avaient le nez plus retroussé (également plus retroussé chez les hommes hétérosexuels), la bouche plus froncée, le front plus petit et des formes de visage légèrement plus masculines (également chez les hommes hétérosexuels) que les femmes hétérosexuelles. Les hommes homosexuels avaient des joues plus convexes, des nez plus courts (également chez les femmes hétérosexuelles) et des fronts plus inclinés vers l’arrière par rapport aux hommes hétérosexuels. L’analyse en composantes principales et l’analyse des fonctions discriminantes ont généralement corroboré ces résultats. Les mécanismes qui sous-tendent la variation de la structure craniofaciale – à la fois liée et non liée à la différenciation sexuelle – pourraient donc être importants pour comprendre le développement de l’orientation sexuelle.