Đồng tính luyến ái
Nhân khẩu học

Bài chi tiết: Nhân khẩu học xu hướng tính dục
Trong một tổng quan nghiên cứu năm 2016, Bailey và các đồng nghiệp "cho rằng trong tất cả các nền văn hóa ... chỉ một thiểu số các cá nhân có xu hướng tính dục (dù hoàn toàn hay không hoàn toàn) thiên về người cùng giới tính." Họ nói rằng không có bằng chứng thuyết phục nào cho thấy nhân khẩu học xu hướng tính dục biến động theo thời gian hoặc địa điểm. Nam có nhiều khả năng là hoàn toàn đồng tính luyến ái hơn là bị thu hút như nhau bởi cả hai giới, nữ thì ngược lại.
Theo các cuộc khảo sát ở các nền văn hóa phương Tây, trung bình khoảng 93% nam giới và 87% nữ giới có bản dạng là hoàn toàn dị tính luyến ái, 4% nam và 10% nữ là hầu như dị tính luyến ái, 0,5% nam và 1% nữ là song tính luyến ái đồng đều, 0,5% nam và 0,5% nữ là hầu như đồng tính luyến ái, và 2% nam và 0,5% nữ là hoàn toàn đồng tính luyến ái. Một phân tích 67 nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ quan hệ tình dục trong đời giữa nam giới (bất kể xu hướng tính dục) là 3–5% ở Đông Á, 6–12% ở Nam và Đông Nam Á, 6–15% ở Đông Âu và 6–20% ở châu Mỹ Latinh. Liên minh HIV/AIDS Quốc tế ước tính trên toàn thế giới có từ 3 đến 16% nam giới từng quan hệ tình dục với người đàn ông khác dưới một hình thức nào đó ít nhất một lần trong đời.
Theo các nghiên cứu lớn, 2% đến 11% số người từng có quan hệ tình dục cùng giới dưới một hình thức nào đó trong đời; tỷ lệ phần trăm này tăng lên 16–21% khi ghi nhận chỉ có một hoặc cả hai sự hấp dẫn và hành vi cùng giới.
Theo Thống kê Dân số Hoa Kỳ năm 2021, có khoảng 1.2 triệu hộ gia đình cùng giới. Tại Hoa Kỳ, theo báo cáo của Viện Williams vào tháng 4 năm 2011, 3,5% hoặc khoảng 9 triệu người trưởng thành có bản dạng là đồng tính nữ, đồng tính nam hoặc song tính. Một nghiên cứu năm 2013 của CDC, trong đó hơn 34.000 người Mỹ được phỏng vấn, đưa ra tỷ lệ 1,6% tự nhận dạng mình là người đồng tính nam và nữ, và 0,7% là song tính.
Vào tháng 10 năm 2012, Gallup bắt đầu thực hiện các cuộc khảo sát hàng năm để nghiên cứu nhân khẩu học của người LGBT, xác định rằng 3,4% (±1%) người trưởng thành có bản dạng là LGBT ở Hoa Kỳ. Đây là cuộc thăm dò lớn nhất toàn quốc về đề tài này vào thời điểm đó. Vào năm 2017, tỷ lệ này được ước tính tăng lên 4,5% ở người trưởng thành, chủ yếu là do thế hệ Millennials. Cuộc thăm dò cho rằng tỷ lệ tăng lên là do những người trẻ tuổi sẵn sàng hơn trong việc tiết lộ bản dạng tính dục.
Một cuộc khảo sát của Văn phòng Thống kê Quốc gia Vương quốc Anh (ONS) năm 2010 cho thấy 95% người Anh có bản dạng là dị tính luyến ái, 1,5% người Anh tự nhận dạng mình là đồng tính luyến ái hoặc song tính luyến ái, và 3,5% còn lại đưa ra những câu trả lời mơ hồ hơn như "không  biết", "khác" hoặc không trả lời câu hỏi.
Dữ liệu đáng tin cậy về quy mô dân số đồng tính nam và đồng tính nữ có giá trị trong việc cung cấp thông tin về chính sách công. Ví dụ, nhân khẩu học giúp tính toán chi phí và lợi ích của các lợi ích đối tác chung nhà, về tác động của sự hợp pháp hóa việc đồng tính nhận con nuôi và tác động của chính sách Không hỏi, không nói trước đây của quân đội Hoa Kỳ. Hơn nữa, kiến ​​thức về quy mô của "nhóm người đồng tính nam và đồng tính nữ hứa hẹn sẽ giúp các nhà khoa học xã hội hiểu được một loạt các câu hỏi quan trọng—các câu hỏi về bản chất chung của các lựa chọn trên thị trường lao động, tích lũy vốn nhân lực, chuyên môn hóa trong các hộ gia đình, sự phân biệt đối xử và các quyết định về vị trí địa lý."
Việc đo lường mức độ phổ biến của đồng tính luyến ái gặp nhiều khó khăn. Cần phải xem xét các tiêu chí đo lường được sử dụng, điểm tới hạn và khoảng thời gian cần thiết để xác định xu hướng tính dục.  Mặc dù nhiều người có hấp dẫn cùng giới, nhưng có thể do dự khi nhận dạng mình là người đồng tính hoặc song tính. Nghiên cứu phải đo lường một số đặc điểm có thể có tính xác định hoặc không xác định xu hướng tính dục. Số người có ham muốn cùng giới có thể lớn hơn số người hành động theo những ham muốn đó, mà số người hành động lại có thể lớn hơn số người tự nhận dạng là đồng tính nam, đồng tính nữ hoặc song tính.