Systematyczne badania różnic między umysłami kobiety i mężczyzny prowadzi się od ponad wieku. Dzięki nim dobrze wiadomo, że ich mózgi różnią się pomiędzy sobą budową i sposobem funkcjonowania. Powoduje to psychiczną odmienność obu płci. Badania wykazały, że mózg kobiety jest średnio rzecz biorąc mniejszy niż mózg mężczyzny. Zasadnicza różnica polega na tym, że naturalna cechą kobiecego umysłu jest rozproszenie ośrodków zmysłowych; u mężczyzn są one skupione w różnych półkulach mózgowych. Jednak poznanie uwarunkowań tej odmienności może umożliwić wzajemne zrozumienie mężczyzn i kobiet. Różnice między kobietami i mężczyznami związane z odmienną budową mózgu dotyczą bowiem także emocjonalności, psychiki i osobowości, która jest przecież tą częścią jednostki, której doświadczają inni i która wpływa na interakcje międzyludzkie.

Badania nad różnicami płciowymi związanymi z budową mózgu wywodzą się od ogólnych badań anatomii mózgu. Początkowo, ze względu na najłatwiejszy i największy dostęp do prosektorium, badania nad anatomią mózgu w trakcie sekcji zwłok prowadzono w szpitalach wojskowych. Z tego powodu badano głównie mózgi mężczyzn a wyniki uogólniano na wszystkich ludzi nie rozważając możliwości istnienia jakiś różnic międzypłciowych w zakresie anatomii mózgowej. Później jednak, w wyniku obserwacji znacznych różnic międzypłciowych na wielu płaszczyznach, zaczęto prowadzić badania porównawcze mózgów kobiet i mężczyzn. Dziś różnice anatomiczne między mózgiem żeńskim a męskim zostały niepodważalnie wykazane dzięki licznym badaniom. Badania te zostały zainicjowane w szczególności dzięki obserwacji różnic w procesach myślowych kobiet i mężczyzn. W ośrodku badawczym Bethesda w stanie Maryland psycholog Herbert Landsell odkrył, że uszkodzenie tych samych obszarów mózgu powoduje u kobiet i mężczyzn odmienne skutki. I tak uszkodzenie prawej półkuli powodowało u mężczyzn w dużym stopniu utratę orientacji przestrzennej natomiast u kobiet o podobnych uszkodzeniach mózgu, te same umiejętności ograniczone zostały w nikłym stopniu. Uszkodzenie lewej półkuli powodowało u mężczyzn utratę w dużym stopniu umiejętności językowych a u kobiet w minimalnym. Wnioskiem z wyżej wymienionych obserwacji jest, iż u kobiet czynności werbalne i wizualne są kontrolowane przez obie półkule (funkcje są rozproszone) a u mężczyzn mózg jest bardziej wyspecjalizowany. Prawa półkula odpowiedzialna jest za czynności werbalne natomiast lewa za wizualne. Lewa półkula u kobiet i u mężczyzn jest inaczej zbudowana. U kobiet część odpowiedzialna za mechanizmy językowe jest skupiona z przodu a u mężczyzn z przodu i z tyłu. Dzięki takiej budowie mózgu kobiety mają lepsze umiejętności językowe (gramatyka, ortografia, fonetyka) od mężczyzn oraz stwierdzono, że takie różnice w układzie między przeciętnym mózgiem męskim a przeciętnym mózgiem kobiecym mają bezpośredni wpływ na odmienności w sposobach myślenia kobiet i mężczyzn. Na przestrzeni lat odkryto również, że mózg kobiety jest średnio rzecz biorąc mniejszy od mózgu mężczyzny. Zauważono różną budowę podwzgórza (część odpowiedzialna za zachowania seksualne), różne długości niektórych połączeń komórek nerwowych, odmienny schemat odgałęzień, odmienne trasy, którymi substancje chemiczne docierają do rozmaitych miejsc przeznaczenia w mózgu. Mężczyźni łatwiej niż kobiety orientują się w nieznanym terenie. Nie znaczy to jednak, że szybciej odnajdują właściwą drogę. Badania, które przeprowadzili niemieccy neurolodzy z Uniwersytetu w Ulm, potwierdziły wcześniejsze obserwacje psychologów, z których wynika, że kobiety i mężczyźni w odmienny sposób radzą sobie z orientowaniem się w przestrzeni. Kolejnym testem ukazującym różnice w orientacji przestrzennej jest umiejętność złożenia trójwymiarowego urządzenia mechanicznego przez kobiety i mężczyzn. Jak wykazały badania tylko jedna czwarta kobiet potrafi wykonać to zadanie lepiej niż mężczyzna. Wnioskiem z powyższego doświadczenia jest fakt, że mężczyzna pod względem wyobraźni przestrzennej, czyli zdolności do wizualizowania w wyobraźni przedmiotów, ich kształtu, położenia, rozmieszczenia i proporcji posiada lepszą orientację przestrzenną od kobiety. Jak sugeruje profesor Frank Mckenna z Uniwersytetu Reading, kobiety w odróżnieniu od męskiej płci nie potrafią zbyt precyzyjnie ocenić odległości. Mniejsze zdolności przestrzenne kobiet mogą być według Sandry Witleson powodem, dla którego mniej kobiet niż mężczyzn zajmuje się architekturą. Według Witleson kobiety stosują inną strategię poznawczą nie tylko w zadaniach przestrzennych. Twierdzi ona, że różnice między płciami występują także w zakresie procesów emocjonalnych. Badania wykazały, że kobiety intensywniej i szybciej niż mężczyźni doświadczają zarówno pozytywnych jak i negatywnych uczuć. Obserwacja aktywności mózgu podczas reakcji emocjonalnej pozwoliła na stwierdzenie, że reakcja emocjonalna u kobiet jest związana z działalnością obu półkul mózgu, podczas gdy u mężczyzn odpowiedzialne jest za nią jedynie działanie półkuli prawej. Należy zauważyć, że nie wskazuje to na fakt, że mężczyźni nie odczuwają emocji, oznacza to, że mogą mieć trudności z ich wyrażaniem, ponieważ w proces emocjonalny nie jest u nich zaangażowana lewa półkula, która odpowiada za mowę. Różne jest u kobiet i mężczyzn zarówno rozmieszczenie struktur mózgowych odpowiedzialnych za procesy emocjonalne jak i połączenia między półkulami, którymi przesyłana jest informacja o reakcji emocjonalnej. Z badań wynika, że połączenie obu półkul za pośrednictwem wiązek włókien nerwowych przebiegających przez strukturę o nazwie ciała modzelowatego jest silniejsze lub sprawniejsze w mózgach kobiet. Zgodnie z wynikami badań, kobiety charakteryzują się także wyższą inteligencją emocjonalną, co również ma związek z połączeniem między półkulami. Połączenie to umożliwia bowiem lepsze przekazywanie informacji między półkulą prawą odpowiedzialną za kontrolę reakcji emocjonalnej a półkulą lewą odpowiedzialną za procesy logicznego i racjonalnego myślenia. Z tego względu, pomimo silniejszego odczuwania emocji, kobiety potrafią je rozumieć i kontrolować lepiej niż mężczyźni. Z uwagi na gorzej funkcjonujące połączenie między półkulami, mężczyźni mają trudności z kontrolowaniem emocji i są znacznie bardzie niż kobiety skłonni do wybuchów emocjonalnych, zwłaszcza w przypadku silnych emocji negatywnych. Należy jednak zaznaczyć, że na różnice w przebiegu procesu emocjonalnego u kobiet i mężczyzn wpływa także fakt, że wychowaniu kobiet towarzyszy zachęta do wyrażania emocji zaś wychowaniu mężczyzn taka zachęta zazwyczaj nie towarzyszy lub są oni wręcz zniechęcani do emocjonalnego reagowania. Ze względu na sposób w jaki zorganizowany jest mózg kobiety trudniej jej jest oddzielić emocje od rozumowania. Różnica w pracy mózgu kobiety i mężczyzny polega na tym, że do rozwiązywania abstrakcyjnych zadań matematycznych kobiety często używają metod werbalnych. Nie jest to tak skuteczne, jak w przypadku mężczyzny używającego prawej, odpowiedzialnej za funkcje wizualne półkuli mózgowej. Takie zadania rozwiązuje się o wiele szybciej i prościej za pomocą prawej półkuli niż za pomocą odpowiedzialnej za funkcje werbalne półkuli lewej. Przewagę kobiet w testach językowych można wytłumaczyć różnicami w budowie mózgu. Wszystkie umiejętności językowe związane z gramatyką, orografią i pisaniem mieszczą się u kobiety w wyraźnie wyodrębnionym obszarze lewej półkuli. U mężczyzny są one rozłożone w przedniej i tylnej części mózgu, a więc musi on włożyć więcej wysiłku w zdobycie tych umiejętności. Sprawność w określonej dziedzinie wydaje się zależeć od tego w jakim stopniu odpowiedni obszar mózgu jest wyraźnie przeznaczony do pełnienia określonej funkcji. Kobiety i mężczyźni osiągają lepsze wyniki w umiejętnościach, które kontrolowane są przez specyficzny obszar mózgu, ale w mózgach każdej z płci odmienne obszary przeznaczone są dla poszczególnych dziedzin aktywności. Mózg ludzki męski czy kobiecy nie poradzi sobie ze zbyt wielkim napływem informacji. Skutecznie wykorzystywać możemy tylko ograniczoną cześć pojemności mózgu.

Ze względu na powszechne we współczesnym świecie dążenia do równouprawnienia kobiet i mężczyzn często niechętnie mówi się o istniejących między nimi różnicach. Z tego powodu teoria "płci mózgu" spotyka się wciąż z licznymi kontrowersjami. Zgodnie z tą teorią między mężczyznami a kobietami istnieją różnice nie tylko fizyczne i fizjologiczne lecz także różnice na wielu innych płaszczyznach uwarunkowane odmienną u obu płci anatomią mózgową. Różnice ujawniają się także w procesach umysłowych, w których kobiety i mężczyźni wykorzystują różne techniki myślenia zgodnie z dominacją półkulową ich mózgów i rozmieszczeniem struktur mózgowych. Zarówno mózg mężczyzn jak i kobiet ma jednak ograniczoną pojemność. Napływ zbyt dużej ilości informacji sprawia, że mózg nie nadąża z przetwarzaniem wszystkich informacji co powoduje błędną lub wolniejszą interpretacje . Różnice między budową mózgu i organizacją jego struktur u mężczyzn i kobiet mają ogromne konsekwencje dla ich funkcjonowania. Procesy myślowe kobiet są bardziej całościowe. Są one też zdolne do odbierania i nadawania bardziej złożonych komunikatów werbalnych, intelektualnych oraz emocjonalnych. Kobiety lepiej niż mężczyźni rozumieją także niewerbalne komunikaty emocjonalne takie jak mimika, gesty czy zmiany barwy i tonu głosu. Dodatkowo, dzięki sprawnym połączeniom między obiema półkulami, kobiety łatwo i precyzyjnie integrują informacje werbalne z informacjami wizualnymi. U mężczyzn struktury korowe są bardziej wyspecjalizowane w wykonywaniu poszczególnych czynności. Z tego względu mężczyźni lepiej radzą sobie z precyzyjną analizą małych i nieskomplikowanych jednostek informacji. Mają oni jednak zarówno z analizowaniem komunikatów złożonych jak i z integrowaniem informacji z różnych źródeł w jedną bazę danych. Z tych uwarunkowań wynika podział funkcjonalny mózgów "żeńskiego" i "męskiego": ten pierwszy, przystosowany jest do przeprowadzania analiz związanych ze światem osób, zaś ten drugi jest ukształtowany tak, by łatwiej analizować informacje związane ze światem obiektów.