La régulation de la testostéronémie implique un système complexe comprenant des capteurs sensibles à la testostérone, des messagers tels que la GnRH, FSH et LH, des effecteurs comme les cellules de Leydig, et un centre intégrateur au niveau de l'hypothalamus. Ce processus se caractérise par une sécrétion pulsatile de GnRH conduisant à la maturation des spermatozoïdes et à la sécrétion de testostérone, tout en régulant la concentration de testostérone par rétroaction négative. Les facteurs environnementaux, tels que la durée du jour, influencent également la testostéronémie.