Neuroprzekaźniki Osoby transseksualne wyróżniają się też nieco odmiennym rozlokowaniem transportera serotoniny. To transbłonowe białko generalnie rozmieszczone jest w mózgowiu asymetrycznie i niezależnie od płci, znaleziono jednak dymorfizm płciowy w korze środkowego zakrętu obręczy, związanego z negatywnymi emocjami i motoryką, jak też funkcjami poznawczymi. U zdrowych mężczyzn obserwuje się prawostronną asymetrię w rozlokowaniu rzeczonego transportera, u kobiet i osób transseksualnych M/K się tego nie stwierdza. Stan taki u osób M/K odzwierciedla niepełną maskulinizację.
Budowa mózgu Poszukiwano także organicznego zaburzenia mózgu, które miałoby stanowić przyczynę omawianego zaburzenia. Nie znaleziono go. Mózg kobiety i mężczyzny różnią się od siebie. Różnice te przypisuje się głównie działaniu hormonów płciowych. Rodzi to pytanie o to, czy mózg osoby transseksualnej będzie bardziej przypominał mózg osoby o tej samej płci morfologicznej, czy też psychicznej. Tym razem sekcje pośmiertne i obrazowanie przyżyciowe wykazały różnice pomiędzy osobami transseksualnymi a zdrowymi o tej samej płci morfologicznej. Statystycznie mózg mężczyzny jest większy od mózgu kobiety (również względem masy ciała, wyrównują to proporcje istoty szarej i białej), a wielkość mózgu osoby transseksualnej leży pomiędzy nimi.