Ở nam giới xét nghiệm giúp đánh giá chức năng của tinh hoàn được chỉ định trong tình trạng suy chức năng sinh dục (giảm ham muốn, rối loạn cương dương, vô sinh hoặc vú to ở nam giới). Đánh giá tình trạng dậy thì sớm hoặc dậy thì muộn ở trẻ nam cũng như theo dõi các ung thư tuyến tiền liệt được điều trị bằng thuốc kháng androgen.

Ở nữ giới xét nghiệm giúp tìm kiếm tình trạng cường androgen (chứng rậm lông, nam tính hóa) hoặc để đánh giá các khối u buồng trứng. Ngoài ra định lượng testosteron máu thường được phân tích cùng LH và FSH để đánh giá tình trạng rối loạn chức năng sinh dục ở cả hai giới. Đánh giá các trẻ có bộ phận sinh dục không rõ giới tính và để chẩn đoán các khối u tiết androgen.