Ο φυλοκαθορισμός στα θηλαστικά ήταν ήδη γνωστός από την εποχή που ανακαλύφθηκαν τα φυλετικά χρωμοσώματα.
Στον άνθρωπο για τον καθορισμό του αρσενικού φύλου είναι απαραίτητη η ύπαρξη ενός χρωμοσώματος Y. Το κατά πόσο από την αναπτυσσόμενη γονάδα θα σχηματιστεί ωοθήκη ή όρχις εξαρτάται τελικά από τη χρωμοσωμική σύσταση του ατόμου. Στα θηλαστικά είναι ΧΥ για τα αρσενικά και ΧΧ για τα θηλυκά. Η κατάσταση αυτή χαρακτηρίζεται από ασυμμετρία. Διότι το χρωμόσωμα Υ περιέχει μια περιοχή που δεν είναι ομόλογη προς το χρωμόσωμα Χ. Στη συγκεκριμένη περιοχή εντοπίζεται το γονίδιο Sry (Sex-determinating region of Y) το οποίο αποτελεί καίριας σημασίας διακόπτη που ελέγχει το μονοπάτι της φυλετικής ανάπτυξης. Το γονίδιο αυτό κωδικοποιεί ένα μεταγραφικό παράγοντα της τάξης των πρωτεϊνών HMG (High Mobility Group). Αποτελεί το πρωτότυπο μέλος της ομάδας των μεταγραφικών παραγόντων Sox.
Ποντικοί ΧΥ από τους οποίους απουσιάζει το γονίδιο Sry από το χρωμόσωμα Υ αναπτύσσονται ως θηλυκά άτομα και παράγουν ακόμη και βιώσιμα ωοκύτταρα. Διαγονιδιακοί ποντικοί στους οποίους έχει εισαχθεί ως διαγονίδιο το Sry αναπτύσσονται ως αρσενικά άτομα, τα οποία όμως δεν παράγουν σπερματοζωάρια. Παρόμοιες επιδράσεις έχουν περιγραφεί σε χρωμοσωμικές ανωμαλίες που συναντώνται στον άνθρωπο.
Τα άτομα ΧΧΥ είναι αρσενικά (σύνδρομο Klinefelter) ενώ τα άτομα ΧΟ είναι θηλυκά (σύνδρομο Turner). Επομένως η παρουσία ενός χρωμοσώματος Υ προσδιορίζει και στον άνθρωπο το αρσενικό φύλο. Άτομα ΧΧ που περιστασιακά τυχαίνει να παρουσιάζουν φαινότυπο αρσενικού ατόμου φέρουν ένα γονίδιο Sry στο ένα χρωμόσωμα Χ λόγω ανώμαλου ανασυνδυασμού κατά τη μείωση. Αντίθετα, άτομα ΧΥ που περιστασιακά τυχαίνει να είναι θηλυκά φέρουν συνήθως μεταλλαγή στο γονίδιο Sry.
Στα αρσενικά το γονίδιο Sry εκφράζεται στη γονάδα λίγο πριν από την εμφάνιση του φυλετικού διμορφισμού. Ο μοναδικός του ρόλος πιθανότατα αφορά την ενεργοποίηση της έκφρασης του Sox9, ενός άλλου μέλους της οικογένειας HMG. Σε αντίθεση με το Sry, η έκφραση του Sox9 παραμένει καθ’ όλη τη διάρκεια της εμβρυογένεσης και συνδέεται με τον καθορισμό του αρσενικού φύλου σε όλα τα σπονδυλωτά. Το Sox9 ενεργοποιεί μια σειρά γονιδίων των οποίων τα προϊόντα απαιτούνται κατά τον σχηματισμό του αναπαραγωγικού συστήματος του αρσενικού. Για παράδειγμα η ΑΜΗ (Anti-Mullerian Hormone) καταστέλλει τα γονίδια που προάγουν την ανάπτυξη θηλυκού αναπαραγωγικού συστήματος.
Η ΑΜΗ που είναι γνωστή και ως ανασταλτική ουσία Muller εκκρίνεται από τα κύτταρα Sertoli. Η ΑΜΗ που είναι μέλος της υπεροικογένειας TGFβ και παίζει καθοριστικό ρόλο, καθώς επάγει την υποχώρηση του αγωγού του Muller στο αρσενικό. Σε ποντικούς στους οποίους έχει γίνει στοχευμένη αδρανοποίηση του γονιδίου ΑΜΗ ο αγωγός του Muller παραμένει.
Σύμφωνα με τα παραπάνω για τον καθορισμό του φύλου στα θηλαστικά είναι απαραίτητη η παρουσία τόσο του Υ χρωμοσώματος καθώς και των γονιδίων που βρίσκονται σε αυτό.
