Demografi orientasi seksual amat beragam, dan memperkirakan populasi LGBT dapat menimbulkan kontroversi dan memicu perdebatan.
Memastikan angka yang tepat sulit karena berbagai alasan. Salah satu alasan utama adalah perbedaan temuan statistis mengenai homoseksualitas dan biseksualitas berkaitan dengan sifat pertanyaan penelitian tersebut. Studi penelitian utama mengenai orientasi seksual diperdebatkan. Sebagian besar studi yang di bawah ini bergantung pada data laporan sendiri, yang memicu tantangan bagi peneliti yang bertanya tentang masalah sensitif. Lebih penting, studi-studi ini cenderung mengajukan dua bentuk pertanyaan. Pertanyaan pertama menguji data laporan diri mengenai pengalaman seksual sejenis dan ketertarikan sedangkan yang lainnya menguji laporan data diri mengenai identifikasi pribadi sebagai homoseksual atau biseksual. Lebih sedikit subjek penelitian yang mengidentifikasi diri sebagai homoseksual atau biseksual daripada memiliki pengalaman seksual atau ketertarikan pada sejenis kelamin. Beberapa studi mengenai orientasi seksual di negara memberikan pandangan perbandingan. Tabel yang membandingkan beberapa jumlah populasi di kota-kota AS juga ditunjukkan. Akan tetapi, karena beberapa individu mungkin tidak dapat melaporkandi luar norma heteroseksual atau menjelaskan seksualitas mereka karena kondisi tertentu, hal ini sulit menentukan jumlah pasti populasi LGBT. Jenis survei yang digunakan dan jenis pengaturan seorang subjek ketika diteliti turut mempengaruhi jawaban yang subjek berikan.
