Il testosterone è il principale ormone androgeno, sintetizzato dalle cellule di Leydig del testicolo nell'uomo (circa il 95% della produzione) sotto lo stimolo dell'LH ipofisario, e in quantità minori dalla corteccia surrenalica e dall'ovaio nella donna. Nel sangue il testosterone circola per il 60-70% legato alla SHBG (Sex Hormone-Binding Globulin), per il 30-40% legato all'albumina (labilmente) e per l'1-3% in forma libera. Il testosterone totale comprende tutte le frazioni. Il dosaggio si esegue su siero con immunoassay (chemiluminescenza, ECLIA) o con LC-MS/MS (metodo di riferimento, raccomandato soprattutto nelle donne e nei bambini dove i livelli sono bassi). Il prelievo va effettuato al mattino (ore 7-10) per il ritmo circadiano (nadir serale). Nell'uomo valori normali sono indicativamente 300-1000 ng/dL (10-35 nmol/L); livelli inferiori a 300 ng/dL in due prelievi mattutini confermano l'ipogonadismo, che va classificato come primario (testicolare, LH elevato: sindrome di Klinefelter, orchite, criptorchidismo) o secondario (ipotalamo-ipofisario, LH basso: adenoma ipofisario, sindrome di Kallmann, oppioidi, obesità). Nella donna livelli normali sono 15-70 ng/dL; l'eccesso di testosterone causa irsutismo, acne, alopecia androgenetica e virilizzazione nella PCOS, nell'iperplasia surrenalica congenita e nei tumori androgeno-secernenti.