องค์ประกอบในเลือดได้ปรากฏว่ามีฤทธิ์ต่อการทำงานของอัณฑะ เป็นองค์ประกอบที่ปัจจุบันเข้าใจว่าเป็นกลุ่มฮอร์โมนเพศชาย (androgenic hormone) เนื่องจากงานเกี่ยวกับการตอนและการปลูกถ่ายอัณฑะในเป็ดไก่ของ นพ. Arnold Adolph Berthold (พ.ศ. 2346-2404)[160]งานเกี่ยวกับฤทธิ์ของเทสโทสเตอโรนได้แรงสนับสนุนในปี 2432 เมื่อศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด Charles-Édouard Brown-Séquard (พ.ศ. 2360-2437) ฉีดตัวเองใต้ผิวหนังด้วย "ยาอายุวัฒนะ" (rejuvenating elixir) ซึ่งกลั่นมาจากอัณฑะของสุนัขและหนูตะเภาเขารายงานในวารสารการแพทย์ The Lancet ว่า เขากลับรู้สึกกระฉับกระเฉงและอยู่เป็นสุขอีก แต่ว่าผลอยู่เพียงชั่วคราว[161]ดังนั้น ความหวังของเขากับยาที่ว่าจึงหมดไปเมื่อถูกเยาะเย้ยโดยเพื่อนร่วมอาชีพ เขาจึงทิ้งงานในเรื่องกลไกและผลของแอนโดรเจนในมนุษย์

ในปี 2470 ศาสตราจารย์แผนกเคมีทางสรีรภาพแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก Fred C. Koch ได้แหล่งอัณฑะวัวแหล่งใหญ่ คือ คอกปศุสัตว์แห่งชิคาโก แล้วรับสมัครนักเรียนที่สามารถอดทนทำงานที่น่าเบื่อในการสกัดสารจากมันในปีนั้น ศ. กับนักศึกษาคนหนึ่งคือ Lemuel McGee สกัดสาร 20 มก. จากอัณฑะวัวรวมกันหนัก 40 ปอนด์ ที่เมื่อฉีดให้กับไก่แจ้ หมู และหนูที่ถูกตอน กลับสร้างบุรุษภาพในพวกมันอีก[162]มีอีกกลุ่มหนึ่งที่มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมที่สกัดเทสโทสเตอโรนที่บริสุทธิ์ขึ้นจากอัณฑะวัวโดยวิธีคล้าย ๆ กันในปี 2477 แต่ว่า การสกัดฮอร์โมนจากเนื้อเยื่อสัตว์ที่มีขนาดพอจะศึกษาในมนุษย์ ก็เป็นไปไม่ได้จนกระทั่งบริษัทยายักษ์ในยุโรป คือ เชริ่ง (เบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี) Organon (Oss ประเทศเนเธอร์แลนด์) และ Ciba (ปัจจุบันโนวาร์ติส, บาเซิล ประเทศสวิตเซอร์แลนด์) เริ่มโปรแกรมการวิจัยและพัฒนาสเตอรอยด์อย่างเต็มพิกัดในคริสต์ทศวรรษ 1930

กลุ่มนักวิจัยในบริษัท Organon เป็นพวกแรกที่สกัดฮอร์โมนได้โดยเฉพาะ ซึ่งเรียกในสิ่งตีพิมพ์เดือนพฤษภาคม 2478 มีชื่อเรื่องว่า On Crystalline Male Hormone from Testicles (Testosterone) [เกี่ยวกับฮอร์โมนเพศชายแบบผลึกจากอัณฑะ (เทสโทสเตอโรน)][163]โดยตั้งชื่อฮอร์โมนว่า "เทสโทสเตอโรน" จากรากศัพท์ของคำว่า testicle (อัณฑะ) กับ sterol และจากคำต่อท้ายของคำว่า คีโทนส่วนโครงสร้างของฮอร์โมนเป็นผลงานของ ศ. ดร. อดอล์ฟ บูเทนันต์ แห่ง Gdańsk University of Technology ในเมืองกดัญสก์ ประเทศโปแลนด์ โดยได้รับอุปถัมภ์จาก บ. เชริ่ง[164][165]

การสังเคราะห์เทสโทสเตอโรนทางเคมีจากคอเลสเตอรอล ก็เริ่มทำได้ในปีเดียวกันเดือนสิงหาคมโดย ศ. บูเทนันต์ และเพื่อนร่วมงาน[166]ต่อมาอีกอาทิตย์เดียว กลุ่มของ Ciba นำโดย ศ. ดร. เลโอโปลด์ รูซิคกา (พ.ศ. 2430-2519) และเพื่อนร่วมงาน ก็พิมพ์ผลงานถึงวิธีการสังเคราะห์เทสโทสเตอโรนของตน[167]ต่อมาปี 2482 ศ. บูเทนันต์ และ ศ.รูซิคกา ร่วมรับรางวัลโนเบลสาขาเคมี สำหรับวิธีการสังเคราะห์เทสโทสเตอโรนที่ทำสำเร็จต่างหาก ๆ เริ่มจากคอเลสเตอรอล[165][168]

ต่อมา จึงมีการระบุเทสโทสเตอโรนว่าเป็น 17β-hydroxyandrost-4-en-3-one (C19H28O2) คือเป็นแอลกอฮอล์แบบ solid polycyclic โดยมีกลุ่มไฮดรอกซิลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 17จึงชัดเจนว่า สามารถแต่งเติมเทสโทสเตอโรนสังเคราะห์โดยวิธีการต่าง ๆ เช่น esterification (ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับกรดกลายเป็นเอสเทอร์) และ alkylation (การย้ายกลุ่ม alkyl จากโมเลกุลหนึ่งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง)การสังเคราะห์เอสเทอร์ต่าง ๆ ของเทสโทสเตอโรนที่มีฤทธิ์เป็นปริมาณมาก ๆ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1930 ทำให้สามารถกำหนดผลของฮอร์โมน โดยงานวิจัยในสุนัขปี 2479 แสดงว่า เทสโทสเตอโรนยกระดับการคงไนโตรเจน (nitrogen retention) ไว้ได้ ซึ่งเป็นกลไกสำคัญของแอแนบอลิซึมส่วนงานวิจัยปี 2483 ได้แสดงผลทั้ง anabolic และ androgenic ของ testosterone propionate ต่อชายบัณเฑาะก์ เด็กผู้ชาย และหญิง[169]

ดังนั้นระยะช่วงต้นคริสต์ทศวรรษ 1930 จนถึงทศวรรษ 1950 จึงเรียกว่า "ยุคทองของเคมีสเตอรอยด์"[170]และเกิดผลงานมากมายในช่วงนี้งานวิจัยในช่วงนี้พิสูจน์ว่า สารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้นได้ใหม่นี้ (เทสโทสเตอโรน) หรือกลุ่มสารประกอบ (เพราะมีสารอนุพันธ์มากมายที่พัฒนาขึ้นในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1940-1960) มีฤทธิ์แรงในการสร้างกล้ามเนื้อ ความแข็งแรง และความรู้สึกอยู่เป็นสุข[171]