Bebeğin anne karnındaki büyüme ve gelişme süreci günden güne değişen dinamik, karmaşık bir süreç olduğundan bebeğin cinsiyetinin belirlenmesi gebelik haftasına göre farklı yöntemlerin kullanılmasını gerektirir.

Döllenme (zigot) sonrası oluşan ilk hücredeki kromozomlar yani DNA dizisi bebeğin gelişim sürecini ölçmek için belirleyicidir. Bebeğin cinsiyetini belirleme kriteri, insan genetiğini oluşturan 46 kromozomdan oluşan zigotta Y kromozomunun bulunup bulunmadığıdır. 

Cinsiyet kromozomları olarak da bilinen X ve Y kromozomları bebekte kadın yönünde XX olarak bulunursa; Bir XY formunda erkek yönünde gelişim gözlenir, dış genital organlar anne karnındaki gelişimin 9. haftasına kadar herhangi bir cinsiyet yönünde gelişmez. 11. haftadan itibaren erkeklerde penis ve testislerin gelişimi belirginleşmeye başlar. Kızlarda 12. haftadan itibaren rahim, yumurtalıklar gibi iç cinsel organlar gelişmeye başlar ve 14. haftadan itibaren dış üreme organları olan klitoris ve labia görünür hale gelir. 

Ayrıca 14. haftada anne karnında gelişen testis, testis torbasına doğru yolculuğuna başlar ve doğumdan önce veya sonra testis torbasına yerleşir.

Hamilelik sırasında bebeğin cinsiyetini belirlemek için kullanılabilecek birkaç yöntem vardır. Bazı sağlık durumları gebeliğin erken dönemlerinde girişimsel yöntemler gerektirebilirken, daha sonraki dönemlerde rutin gebelik kontrollerinde cinsiyet belirlemek için girişimsel olmayan yöntemler kullanılabilir. Modern tıp uygulamaları arasında gebelikte cinsiyeti belirlemek için kullanılabilecek yöntemler şu şekildedir:

Anne karnındaki organların yanı sıra rahim içi ve bebeğin vücut dokusunun yüksek frekanslı ses dalgaları kullanılarak müdahale edilmeden incelenebildiği ultrason cihazı, bebeğin cinsiyetini belirlemek için de kullanılabilir. Sağlıklı gebelerde en sık kullanılan yöntem olan ultrason; Bebeğin anne karnındaki konumu, bebeği çevreleyen dokuların konumu, bebeğin gelişim evresi ve gebelik haftası gibi çeşitli parametrelere bağlı olarak cinsiyet belirleme başarısı değişmektedir. Bu nedenle teorik olarak 14. gebelik haftasında bebeğin cinsiyetini görmek mümkün iken, kesin olarak belirlemek için 1822. gebelik haftaları arasında görüntüleme yapılmalıdır. Hamilelik haftasında yapmak daha iyidir. Ultrason cinsiyeti belirlemenin yanı sıra bebeğin testis veya yumurtalık gibi iç cinsel organlarını da belirleyebilir ve bebeğin gelişim evresi hakkında bilgi alabilir.

1518 haftalık gebelik haftaları arasında kullanılan bu yöntemde; Bebeğin cinsiyeti, bebeği çevreleyen amniyotik sıvıdan alınan numunedeki hücrelerin genetik özellikleri ile belirlenebilir. Bebeğin gelişimsel ve genetik bozukluklarını belirlemek için amniyosentez gerekebilir.

Anneden alınan kan örneklerinde özellikle Down sendromu gibi kalıtsal hastalıkların erken teşhisinde anne kanında bebeğin hücrelerinin kromozomları incelenebilir ve genetik belirteçler kullanılarak bebeğin cinsiyeti belirlenebilir. Gebeliğin 10. haftasından itibaren kullanılabilen bu yöntemle kromozomal hastalıklar incelenebilir; ancak bu yöntem tek başına kesin tanı için yeterli değildir.

Hamilelik sırasında Down sendromu gibi kalıtsal hastalıkların teşhisi için anne karnında bazı girişimsel yöntemler zaten kullanılabilir. Koryonik villus, bebeğin gelişimi sırasında oluşan plasenta hücrelerinin özel dokularından biridir. Özellikle 1012. haftalık gebelikte, bebeğin cinsiyeti, bebeğin cinsel organlarının henüz gelişmeye başladığı dönemde koryon villuslarından alınan doku örneklerinin genetik olarak test edilmesiyle belirlenebilir.

Normal yollarla gebelik elde edilemeyen durumlarda tüp bebek yöntemi ile gebelik elde edilebilir. Tüp bebek olarak da bilinen bu yöntem, sperm ve yumurta hücrelerinin laboratuvar koşullarında birleştirilmesine dayanır. Bu yöntemle henüz hamile başlangıcında cinsiyet belirlenebilir.