L'objectif de cette thèse est d'explorer, dans un premier temps, les différences entre le désir sexuel et l'amour romantique d'un point de vue neurobiologique. Pour cela, nous avons mené trois études : une étude avec une tâche neuropsychologique chez un patient neuro-lésé, une étude avec une tâche en EEG et enfin une étude avec une tâche en « eye tracking ». Dans un deuxième temps, nous avons voulu nous intéresser aux processus visuels liés spécifiquement au désir sexuel. Nous avons ainsi mis en place deux études en « eye tracking ». Les résultats des études de la première partie de la thèse ont mis en avant des différences et des similitudes neurobiologiques et visuels entre le désir sexuel et l'amour romantique. Concernant la deuxième partie de la thèse, les études en eye-tracking ont mis en avant l'importance de l'exploration visuelle du corps pour ressentir du désir sexuel.