Este estudo avaliou a orientação sexual e os índices de estresse psicobiológico em relação aos hormônios sexuais salivares como parte de um paradigma de estresse bem validado em laboratório. Os participantes incluíam 87 adultos saudáveis com idade média de 25 anos que se identificaram como lésbicas/bissexuais (n = 20), heterossexuais (n = 21), gays/bissexuais (n = 26), e heterossexuais (n = 20). Duas amostras de saliva foram coletadas quinze minutos antes e quinze minutos após a exposição a um Teste de Estresse Social de Trier modificado para determinar as concentrações de testosterona, estradiol e progesterona via ensaio enzimático-imune. Os hormônios sexuais médios foram ainda testados em associação a índices de estresse relacionados ao débito sistêmico do cortisol (área sob a curva em relação ao solo) com base em dez medidas ao longo da visita de duas horas, carga alostática indexada usando 21 biomarcadores, e estresse percebido avaliado usando um questionário bem validado. Os resultados revelaram que as mulheres lésbicas/bissexuais tinham maiores concentrações globais de testosterona e progesterona do que as mulheres heterossexuais, enquanto não foram encontradas diferenças entre os homens gays/bissexuais em comparação com os homens heterossexuais. Mulheres lésbicas/bissexuais e homens heterossexuais apresentaram associações positivas entre as concentrações médias de estradiol e a carga alostática, enquanto homens homossexuais/bissexuais e mulheres heterossexuais mostraram associações positivas entre a testosterona média e o rendimento sistêmico de cortisol. Em resumo, as variações hormonais sexuais parecem variar de acordo com a orientação sexual das mulheres, mas também em função do produto sistêmico do cortisol, da carga alostática e da percepção de estresse para ambos os sexos.