直到今天，精神分析学仍然非常流行，仍有人称它是一种研究病态心理的理论。这种说法虽然不完全正确，但也有一定根据，而且如果用它来批评精神分析学的非科学局限，那就是一种反向思维的出发点。
毋庸避讳的事实是，弗洛伊德的全部学术探讨都开始于癔病研究，并且，他的所有著述几乎没有一种不曾涉及精神神经症症状。何况弗洛伊德又总是刻意地将他除了《癔病研究》之外的每项成果都推向相应的广义边界，背离科学原则的言过其实和以偏概全也就在所难免了。在精神分析学的各个理论分支中，就这种特色言之，当首推弗洛伊德的性学理论，而他的性学理论又发轫于他对同性恋的研究。
弗洛伊德在癔病诊治的实践中发现，所有癔病患者都有性压抑经历，由此引发了他对性变态进行研究。在研究过程中，弗洛伊德也同时考察了癔病以外的有关资料，于是萌生了将自己的发现纳入一般心理学的意向，且在论述中首次进行了延伸既定范畴的尝试。因而在他开始构建全新的性学理论的同时，又夸大了性的作用与地位。例如，他在《性学三论·性变态》的结尾部分写道：
性变态现象里必有某些先天的基础，但是这种先天性几乎每个人都有，作为一种倾向，它可能时强时弱，在生活的影响下，可以变得十分的明显。
弗洛伊德对性变态的研究，具有开创性的意义。它不仅为人类“认识自己”填补了一个理性的空白，而且使人们从此得到一种维护正常性心理和防患于未然的有益启示。
更重要之处还在于，对性变态的研究，使弗洛伊德深入到了无意识领域，而对无意识的探索，又使他的研究范围拓展到了包括性本能在内的整个精神系统——当然，他没能不留余地和绝无差错地去阐释这一系统，但他毕竟开创了一项前无古人而后继有人的事业。总而言之，没有性变态研究，便无所谓精神分析学。
弗洛伊德把癔病患者所共有的反常的性生活称为“性变态”，他发现，其中最为突出的是性对象方面的变态：
人们无不惊诧于这样的结果：男人的性对象不是女人而是男人，而女人的性对象不是男人却是女人。……有些人的性生活与常人不同，这些人可称为“性变态者”，他们当中有一种人似乎在生活里没有什么两性的差别。在他们看来，只是同性的才可引起性欲，异性（尤其是异性的生殖器）对于他们没有性的刺激，甚至成了一种恐怖的对象。因此，他们完全没有生殖的机能。这种人可称为同性恋者。
性变态的程度是不同的：
他们可能是完全性变态者。其性对象全然为同性，对异性从来没有性欲望，对异性冷漠，甚至产生性厌恶。若是男人，这种性厌恶使他们无法实施性行为，或无法从中获得性乐趣。
他们可能是两栖性变态者，即心理性阴阳人。性对象可以是同性，也可以是异性，故其特征不甚明确。
他们可能是偶然性变态者，即在特定的外在条件下，诸如得不到正常的性对象；或者主要是模仿，于是他们便以同性为性对象并在与他们的性交中获得满足。
弗洛伊德把同性恋者种种性行为的表现归纳为：
都不要生殖器的接合，而以对方的其他器官或部位代替其生殖器，既不管有无妨碍，也不问是否可耻。另一些人虽仍以生殖器为对象，但并不是因为他们性的机能，而是因为他种相近的机能。就这些人而言，他人以为不雅观的排泄机能也足以引起他们整个的性的兴趣。还有些人完全不以生殖器为对象，但以身体的其他部分，如妇人的胸部、脚或毛发等，为情欲的对象。还有些人，甚至以为身体的部分也无意义，反而一件外衣，一只鞋，或者一个内衣尽可满足他们的情欲。还有些人，太可怕了——甚至求之于不能抵抗的死尸。
在对同性恋的研究中，弗洛伊德认识到：
我们已得到了比使这个问题得到解决更为重要的收获，这就是一种洞察能力。我们注意到，以前我们把性本能和性对象之间的关系看得太密切了，从所谓的病态情形中我们获得了一个经验，这就是：不能被正常状态下本能与对象间的关系所蒙蔽，而忽略了事情的另一面。这样我们便明白了本能和对象的可分离性，性本能可能完全与其对象无关，也绝不是来自于对象身上发出的刺激。
弗洛伊德还看到古代和现代人性观念的差异：
与古人注重本能相比，今人更看重对象，古人视本能为万物之源，甚至不惜借低级性对象以满足本能的需求；而今人则只有在面对美好性对象时，方容许本能得到满足。
弗洛伊德还大胆地提出了一种心理学的假设：
老实说，我们要把那些所谓“变态的”性的需要看成是一种性的满足才对……事实上，我们一定要把选择同性为对象这一回事看成爱的能力的一个常型，而且正日益知道这个事实特别重要。
弗洛伊德对自己的假设进行论证之后，迈出了性学研究的关键性的一步——通过把同性恋归属到性心理和性行为的范畴，延伸了“性”的概念，从而为他的性学理论确立了立论的起点。弗洛伊德多次阐述了性的内涵，例如，他在《精神分析引论》中指出：“我们已经恢复了性的意义的原有范围。至于精神分析之外的所谓‘性’，则仅应用于常态的，属于生殖机能的狭义的性生活。”
弗洛伊德认为这种创举具有非常大的价值，他在《自传》里说：
这种扩大具有双重意义。第一，它使得性与性器官的关系不再那么密切了，它认为性是一种更为广泛的肉体功能，首先以快感为目标，其次才为生殖服务。第二，它把性冲动看成是包括所有纯粹的感情与友爱的冲动，即通常由含义极为模糊的词语“爱”所指的那些冲动。
弗洛伊德还把自己对性概念的延伸，看成是精神分析对性问题的主要发现，就此他在《精神分析纲要》中总结到：
二，必须清楚地区分“性的”和“生殖器的”这两个概念。前者是一个更广阔的概念，包括了许多与生殖器无关的活动。三，性生活含有从身体的某些区域获得快感的功能——这种功能随后才承担繁衍的职责。这两个功能往往无法吻合一致。
从弗洛伊德的精神分析体系可以看出：其中的每个概念、每个观点，都和“性的”观念相关，不是由此生发出来，就是有着密切联系。而如果以这个“性的”观念去反观同性恋现象，则正如弗洛伊德指出的那样，其意义就在于“可以用完全不同的眼光来看变态现象，而不再忽略它和人类的性生活的关系了”。
3. 性变态：人类普遍的倾向
从同性恋研究进入性变态研究，弗洛伊德开创了性学理论的新局面。继同性恋者分析之后，弗洛伊德将其他性变态者作了进一步的探讨和分析。
（1）性变态和同性恋
弗洛伊德认为性变态者的性欲目标，仅为常人性生活的前奏。有些人或者观看对方的身体，或者抚摩对方的身体，或窥视别人最秘密的行动，以达到性欲的满足；有些人则裸露身体所不应裸露的部分，模糊地希望对方也和自己一样。还有些疯狂的虐待狂者，专门想给性伙伴以苦痛和惩罚，轻一点的，只是想使对方屈服，重一点的，直至要使对方身体受重伤。与虐待狂者相反的是被虐待狂者，他们只求为对方所屈服，或惩罚，或蹂躏自己，以获得性快感，无论是实在的还是象征的。还有些人既是虐待狂者又是被虐待狂者，变态的心理希望通过变态的方式达到性高潮。
弗洛伊德将性变态和同性恋综合起来加以研究，从中分为两种：“第一种是在实际上求其特殊方式的性欲的满足，第二种仅在想像中求得满足，不必有实在的对象，而代之以创造的性幻想。”
由此他对性变态又作了性对象变异和性目的变异的区分。两种变异的本质无疑都是性心理的变异，这就构成了“性变态”的概念；而弗洛伊德从性心理的层面去探讨性变态，也就构成了对性变态的研究。
（2）性对象变异和性目的变异
对于性对象变异，弗洛伊德指出：
大部分男性变态者从心理上保持着男子汉气质，只有少许有异性的第二特征，他们所寻求的性对象也是具有女性心理特征的人。性爱对象不是同性，而是具有双性特征的人。这实际上是追求男人和追求女人冲动的一种协调，只不过所追求对象的身体必须是男性的。
女性当中性变态者的情形比较明确清晰，主动者往往具有男性特征——男性的体魄与心态，不断追求具有女性风韵的性对象。
弗洛伊德还列举了性对象变异的特殊形式：
以未成熟者为性对象的情况则是一种失常变态。这类情况所以发生，乃是因为与小孩交媾者胆怯懦弱，或者将孩子作为性替代，或者强烈的本能因找不到适当的对象而难以驾驭。另外，人和动物的性交亦可对此进行说明。
他还指出：
基于美学的考虑，我们或许很乐意将这些涉及性本能的其他严重变态视为精神错乱者所为，可惜并非如此。经验表明，精神错乱者的性本能障碍，并无异于健康人。精神错乱者只不过把这类变态行为表现得更为强烈；或具有特殊意义的是，这种变态完全取代了正常的性满足，变成了独一无二的方式。
弗洛伊德在叙述性对象变异为一种“恋物癖”时，首先指出其性质在于错把性对象使用的某种物品当作性追求对象，然后也得出了同样的结论：
正常人，也有可能发生类似的情形，他们心中常会把性的对象估价过高，以致把所有与之有关的事物都加以夸大和抬高。因此，有某种程度的恋物症是正常的。一旦恋物的追逐得到固置，从而完全取代了正常的性目的，或者所崇拜的物品与其所属之人脱离了关系，本身成了性的对象，这种情形才算是病态的。
在这里，弗洛伊德阐明了性对象变异的发生无所谓正常和反常，但鉴别常态和病态却可以确认一个标准。
对于性目的的变异，弗洛伊德认为：
性变态者的性目的并不是单一的。在男性中，肛交并非总相伴于变态者，手淫恐怕是更常见的目的。甚至性目的的限制——即对情绪表现的限制，在同性中比在异性中更为普遍。同样，在女性中，变态者的性目的也纷繁多样；但似乎对口腔黏膜的接触更为偏爱。
针对性目的变异的种种表现形式，弗洛伊德提出了“窥视癖”和“裸露癖”的概念。在分析“窥视癖”的过程中，弗洛伊德首次使用“升华”的概念来表达他的一个美学观点。他认为：
如果这种好奇能从性器官转向身体全部，那就会变成艺术审美的。对于大部分正常人而言，多少都会滞留于这种居间的性目的——观看之上。的确，它可以把部分里比多指向更高的艺术目的。
在分析“施虐狂”和“受虐狂”时，弗洛伊德认真探讨了精神分析学中的一个重要的理论问题，即主动性和被动性的问题——主动性虐淫，亦即施虐狂，其根基很容易在正常人身上发现。大部分男人的性活动中包含攻击性——征服欲，其生物学意义似乎在于，在向女人求爱时，这是战胜性对象抵抗的需要。因此，可以说，施虐狂是性本能中被独立和强化了的攻击成分，经过移置作用，而变成了主导性的。
同样，受虐狂包括对性生活和性对象的任何被动态度，极端的情形则表现为，通过性对象使自己遭受到身体或心理的痛苦而获得满足。经常发现的事实是，受虐狂不过是对自我的转向，用自我替代了性对象。对极端的受虐狂的临床分析表明，有许多因素相互作用才使原始的被动性态度得以强化和固守着。施虐狂与受虐狂在性变态中具有特殊的地位，因为主动性与被动性是性生活的普遍特征。
人类文明史明确地揭示出残酷与性本能关系甚密。但是，除了对里比多的进攻成分的强调之外，人们几乎没有对这种关系作出任何解释。有些意见认为，性本能中的攻击成分，实际上是同类相食欲望的残迹。也就是说，源于征服能力的这种欲望，既涉及到别人的满足问题，也有利于更原始的本能需要的个体发展。还有人认为，每一种痛苦本身都包含着快感体验。所需强调的是，尚没有一种关于性变态的解释令人满意，似乎有许多的心理冲动，相互作用才构成了这种单一的力量。
不过，这种性变态最突出的特征是，主动性与被动性常常出现在同一个人身上。在性关系中令对方痛苦而取乐者，同样也会在遭受到的痛苦之中享受快乐。施虐狂往往也同时是受虐狂，只不过主动的一面或被动的一面得到了更好的发展，并成为他主导的性活动。
因此，我们发现，在性变态者的冲动中，对立的双方常同时出现，结合此后要探讨的问题，这具有很重要的理论意义。此外，一个引起联想的事实是，施虐狂与受虐狂的并行存在不能仅仅归结为进攻因素，我们宁肯将这种并行现象看作两性人中的男性特征与女性特征的对立，精神分析常用主动性与被动性替代这种对立。
（3）常态和变态的性生活
完成了对两种变异的分析之后，弗洛伊德认为“在理论上需完满地解释一切变态的存在及其和常态的性生活的关系”，这是重要的问题。为此，他一方面借助布洛赫的观点进行论证，指出：“‘一切变态是退化的征兆’之说是不可靠的；因为无论是什么时代，由远古而至现代，无论是什么民族，由原始而至最文明的，都无不有这种性的目标和对象的变态，而且这种变态现象有时也为一般人所容许。”
另一方面，他引证了对癔病患者的精神分析，指出：
癔病症状是源于性本能力量的冲动的替代。在本能的压力及反抗性的矛盾之中，疾病成了逃脱之径。其实，冲突并未解决，只不过通过将里比多冲动转为症状而逃脱冲突，它使得心理过程偏离了常态。精神神经症的性本能展示了我们所研究的所有变异，包括正常与变态性生活的变异。
由于癔病症候研究，才知道身体器官，除了它们原有的机能之外，都兼有性的意味，我们更可知营养器官和排泄器官究竟如何可用以产生性的激动。然而满足是不走捷径的。如过分地将常态中仅属预备的动作视为性的满足，例如窥视、抚摩及探索的欲望。就许多例子而言，性本能或因暂时受阻，或因永久的社会制度的障碍，而很难获得常态的满足，则变态的状态便可引起。
因此，弗洛伊德坚信不疑地认为，性变态倾向是人类性本能的原始而普遍的倾向，正常的性行为乃是有机体变化及成熟过程中心理抑制的结果。
根据精神分析的研究，我们已知道儿童的性生活也有研究的必要，因为分析症候而引起的回忆和联想常可追溯到儿童期的最早年月。由此所发展的一切，近来已一一由对儿童的直接观察所证实。因此，我们乃知道一切变态倾向都起源于儿童期，儿童不仅有变态的倾向，而且有变态的行为，和尚未成年的程度正相符合；总之，变态的性生活意即婴儿的性生活，不过是范围大小和成分繁简稍有不同罢了。
于是，在性变态研究之后，弗洛伊德又转入了一个前人未涉足过的问题：幼儿性欲的研究。