У плацентарных млекопитающих молочные железы есть и у самок, и у самцов. Железы у самцов большинства видов недоразвиты и нефункциональны, однако у разных видов в разной степени. На одном полюсе находятся самцы мышей и крыс, у которых молочная железа не образует протоков или сосков и внешне совсем незаметна. На другом полюсе располагаются псовые и приматы (в том числе и человек), молочные железы которых образуют протоки и соски как у женщин, так и у мужчин, причем до пубертатного периода между железами мальчиков и девочек нет почти никакой разницы.

В период полового созревания внешние различия между полами увеличиваются под влиянием смеси гормонов, которые вырабатываются половыми железами, надпочечниками и гипофизом. Гормоны, выделяющиеся у самок во время беременности и грудного вскармливания, стимулируют увеличение молочных желез и выделение молока, причем последнее рефлекторно стимулируется сосанием. У человека секрецию молока прежде всего обеспечивает гормон пролактин, тогда как у коров кроме него за лактацию отвечает также соматотропин, его еще называют «гормоном роста» (в настоящее время идут научные споры о возможности его применении для гормональной стимуляции молочных коров).

Следует подчеркнуть, что гормональные различия между полами не абсолютны, а относительны: у одного пола концентрация того или иного гормона или число рецепторов к нему выше, у другого ниже. В частности, беременность — не единственный механизм, запускающий секрецию гормонов, вызывающих увеличение молочных желез и лактацию. Например, и в обычном состоянии организма гормоны могут стимулировать выделение молока: так называемое «ведьмино молоко» (witch's milk) иногда выделяется из грудных желез новорожденных человеческих младенцев и детенышей некоторых других видов млекопитающих. Искусственное введение эстрогена и прогестерона (эти гормоны обычно выделяются при беременности) и безо всякой беременности приводит к росту молочных желез и выделению молока у коров и коз, а также у молодых бычков, козлов и самцов морских свинок. Получающие гормоны яловые (непокрытые) тёлки в среднем дают столько же молока, сколько их товарки, выкармливающие новорожденных телят. А вот молодые бычки даже с гормональной подпиткой давали молока намного меньше, чем непокрытые тёлки, так что ожидать появления к следующему Рождеству на полках супермаркетов пакетов с бычьим молоком не стоит. В этом нет ничего неожиданного: возможности бычков изначально ограничены, у них нет вымени, способного вместить развившиеся молочные железы, тогда как у получающих гормоны тёлок вымя уже имеется.

Есть много ситуаций, в которых инъекции или наружное применение гормонов вызывало несоразмерное увеличение молочных желез и секрецию молока у человека — как у мужчин, так и у не беременных и не кормящих женщин. Онкологические больные, и мужчины, и женщины, получавшие в ходе гормональной терапии эстроген, начинали выделять молоко, если им вводили пролактин. Среди этих пациентов был 64-летний мужчина, у которого секреция молока продолжалась еще в течение семи лет после завершения курса гормонотерапии. (Это наблюдение было сделано в 1940-е годы, задолго до того, как подобные эксперименты были запрещены.) Патологическая лактация (галакторея) отмечалась и у пациентов, принимавших транквилизаторы, воздействующие на гипоталамус (под его контролем находится гипофиз — источник пролактина). Кроме того, она наблюдалась у больных, перенесших хирургическую операцию, сопровождавшуюся стимуляцией нервов, обеспечивающих сосательный рефлекс, а также у некоторых женщин, которые длительное время принимали противозачаточные пилюли, содержащие эстроген или прогестерон.