La puberté, à savoir le passage de l'enfance à l'âge adulte, s'effectue en plusieurs étapes soumises à un contrôle neuroendocrinien complexe dont toutes les étapes sont programmées depuis la vie fœtale. A ce jour, les mécanismes de la mise en route de la puberté ne sont pas encore complètement élucidés. La plupart des mécanismes contrôlant la puberté ont une origine hormonale cérébrale dans laquelle l'hypothalamus et l'hypophyse jouent un rôle majeur. La production hormonale de l'axe hypothalamo-hypophysaire permet en effet l'activation des gonades, les testicules chez les garçons ou les ovaires chez les filles. Ainsi, la puberté résulte de l’activation de la fonction hypothalamo-hypophyso-gonadique qui entraîne la production de testostérone (chez l’homme) et d’œstrogènes (chez la femme). Ceci aboutit au développement complet des caractères sexuels, à l’acquisition de la taille définitive, de la fonction de reproduction et de la fertilité. Chez l’humain, ce système connaît une première phase d’activité chez le fœtus, une deuxième dans les semaines qui suivent la naissance, puis se met au repos durant l’enfance et se réactive durant la puberté.

Le déclenchement de la puberté s’opère sous l'influence d'un certain nombre de facteurs, dont les plus importants sont d’ordre génétique et agissent à la manière d’une horloge biologique interne. Sous ces diverses influences, l’hypothalamus va augmenter sa sécrétion hormonale de GnRH (Gonadotropin releasing hormone ou gonadolibérine) qui se fait par à-coups (pulsatile) et augmente en fréquence et en intensité. Ceci permet la maturation hypophysaire avec production également pulsatile des gonadotrophines, LH (hormone lutéinisante) et FSH (hormone folliculostimulante). Ces hormones sont alors libérées dans la circulation générale et atteignent les gonades pour y réguler leur développement et la sécrétion des stéroïdes gonadiques. Ces hormones stéroïdes promeuvent la croissance des organes sexuels secondaires avec ses caractéristiques de dimorphisme sexuel liées à la nature femelle ou mâle des hormones telles que la distribution des graisses, le développement de la poitrine, l’accroissement de la masse musculaire et la mue de la voix. Toutefois, les hommes ne sont pas totalement dépourvus d’hormones féminines (oestrogènes) qui exercent chez eux des effets importants sur l’os et le cerveau. De même, les femmes produisent également un peu d’hormones mâles.