鱼类胚胎发育及其性别分化过程暴露在一个可变因素较多的外界环境中，在进化中通过可塑的性别分化方式逐渐适应了其生存环境。在单性鱼类中，黄颡鱼、青鳉和鲤等大部分雌雄异体鱼类中，性腺的发育过程是从未分化的原始状态发育分化成卵巢或者精巢；而在斑马鱼和欧洲鳗等少数鱼类中，未分化的性腺首先发育成卵巢样状态，到稚鱼期，约1/2的个体其性腺的卵巢样组织退化并最终发育成正常的精巢；在花溪鳉等少数雌雄同体鱼类中，鱼类性别分化表现为同期性兼性，这类个体能同时分化出精巢和卵巢，当性成熟后可以同时产生雌配子和雄配子。

当性别决定的“总开关”通过性别决定基因起始后，一类保守的性别分化的遗传网络随之激活。这类下游性别相关基因能调控性类固醇激素的表达，从而控制着性腺发育最终分化为一个有功能的性腺。在XY性别决定类型鱼类中，当主雄性决定基因的高度表达可以启动不同的基因网络模块从而激活精巢发育必需的基因，如Dmrt1、Sox9和Amh，并由此形成雄性；相反，由于Ｘ染色体上没有主雄性决定基因则导致雌性性别决定遗传网络中其他模块激活，由此诱导Cyp19a1、Foxl2、Sf1和Wnt4等卵巢形成相关基因的表达。

在鱼类性别分化早期，温度、外源激素等环境因素也会影响鱼类性别的分化方向。