在他们具有里程碑意义的书籍《人类性反应》中，对于人类性爱知识的状况以及社会在这方面补救的瘠乏，马斯特斯和约翰逊从开头就用最浅显的文字表达了遗憾之情。

“在持久存在的对于人体反应的广泛忽视之下，数百万个体的良好状态遭到损害，生物学家、行为学家、理论家以及教育家如何能保持良心平静？”他们恳求道，“世上没有哪个男人或女人在其一生中不会面临对性张力的关心。除了那些对于我们的存在必不可少的生理反应之外，我们生命的这一方面从多重角度来看都比任何其他领域对人类的影响更大，因此怎么可能一直无法享有客观的科学分析呢？”

这些理想主义的论调一直回响在年轻的比尔·马斯特斯心中，他十分震惊于美国对性爱的忽视，并决心在这方面做一些事。但这本书不久后就似乎成为了一个老练的医学探索者在新大陆插上的一面旗帜，合法地声明新见解的声望。他们用一种尊敬但有所保留的词汇表达了对于当时已经去世12年之久的阿尔弗雷德·金赛的感谢。当谈及金赛以及他的团队“发表反应性行为模式的不朽统计结果”时，马斯特斯和约翰逊力求使读者理解金赛的努力仅局限于社会学而不是医学。事实上，他们认为历史学家们“将来的评价”可能会论断说金赛最大的贡献是做了他们工作的先驱，“开启了我们文化中先前关闭的大门，迎来了关于人类性反应决定性的研究”。马斯特斯和约翰逊甚至设法从弗洛伊德那儿挖掘了一句引言，一句听似针对他们工作的号召：“生物学的确是一片具有无限可能的领地。我们可以期待它带来最惊人的信息。对于我们提出的问题，根本无法猜测数十年之后它所作的回应。它可能会彻底吹散我们整个人造的假设结构。”

马斯特斯和约翰逊关于生物学发现的书暗示着自己便是弗洛伊德预言的燃烧弹。不仅停留于理论或假设，他们会在《人类性反应》中提供充足的事实来支持自己的主张。书的第一部分强调了男女在性爱过程中的共性，其中包括血流加速和肌张力上升。尽管在解剖学上有着显著的差别，但“一次又一次，注意力会被吸引到对人类性反应直接的对比上，这种在某种程度上存在的对比之前一直都未被鉴别到”。沿着这个方向，就好像远处的观鸟者，他们注意到了翅膀在色调和形态上的变化，比如“稳定期女性小阴唇的颜色变化以及男性龟头的充血”。尽管约翰逊自始至终都在描述病史资料，但是这本315页的书本核心是马斯特斯关于性爱生理与解剖的分析，其中尽可能地避免了“煽动性”语言，特别是在描述性行为的时候。

最值得注意的是，马斯特斯和约翰逊概括了关于性爱的大致框架，其中包括人体反应的4个独立阶段。当进行性刺激的时候，男女双方都会经历兴奋期、稳定期、高潮期、消退期或者称为不应期。个体与个体之间这4个阶段的时长及强度方面可以有很大差异。但是这种广义的“人类性反应周期”可以被作为、也应被预期成为一种归结尚无规则的性爱的方式。他们在探索中所抱的雄心壮志是要与弗洛伊德的宏伟理论相竞争，然而对于4个阶段的总结似乎连最没经验的情人都很熟悉。他们确认在男人身上，兴奋来得很快。对于年轻的男性，当他们的性欲被激起之后，可以在3到5秒之内从弛缓状态一下变为完全勃起。而那些年长一些的男性则需要2到3倍的时间才能准备好，而且他们的坚硬程度可能还有一点不稳定。在男性身上兴奋最明显的体现从没有改变。而在年轻女性身上最先出现的证据是乳头的勃起、乳房的饱满以及刺激10到30秒之后阴道的湿润、在期望更多的刺激时会出现阴道管腔的延长。尽管对于年长的女性兴奋可能会慢一点，但研究发现通过正确的刺激，“80岁以上人群都可以有这些反应”，这对于老年人群来说无疑是一个惊喜。

在这个狂喜的过程中，渴求的人们不久就发现他们自己已处于稳定期，这一暂时阶段被形象地描述为进入主题前的休憩小站。在女性中，当“性张力颜色变化”将小阴唇及周边组织的颜色从浅红色转为深紫红色时，阴道会进一步湿润。最显著的是，伴随着龟头缩回保护性遮盖的包皮中，调节女性性反应的阴蒂从其正常状态变得明显紧绷起来。在这个稳定期，男性保持着勃起，睾丸膨胀并有些提升，分泌出几滴黏液状的液体。男女双方在这个阶段通常都会体验到一种“性的红晕”，反应为“持续增加的性张力”之下短暂的全身皮肤风疹状皮疹。由于这本书充满了医学词汇，多到需要专门为普通外行读者准备一张术语表，一位作者指着诸如“这种斑丘疹样的红疹首先出现在上腹部”这样的句子——通俗作者可能将其描述为腹部的性红晕——称他们是“最令人费解的拉丁文医学的证明”。

伴随着高潮，男女双方都如鲜花怒放一般，生命的节奏极速奔驰。男性方面，在精液从阴茎中射出之前，前列腺段尿道会持续出现“无法控制的射精感”，心率和呼吸频率从正常水平显著加快。在女性方面，高潮则会表达得更长一些。一旦高潮到来，在颤抖减少之前，子宫以及外1/3阴道波状收缩会每隔0.8秒重复4到8次——差不多和男性在高潮射精时的收缩同等次数。马斯特斯和约翰逊在兴奋的女性身上发现其阴道前壁会向后上方运动，制造出一种“遮盖”的效果，与增大了将近一倍的子宫一起容纳阴茎。在男女双方身上，随着直肠括约肌的运动，整个骨盆内组织都一起收缩起来。

在这个小高峰之后，肌张力的松弛以及充血的性器官中血流的平缓标志着第4个阶段——消退期的到来。这种尾声在男性身上最为明显，表现为勃起的阴茎快速地失去其坚挺状态。紫红色的男性器官会在短时间内保持一点膨胀，直到完全缩小到未唤醒的自然状态。对于女性，当血流以及皮肤变色情况很快开始消退的时候，其不应期几乎无法察觉，而且“会延伸好几分钟”。

马斯特斯和约翰逊像维瓦尔第[1]的协奏曲一样将这4个阶段组合在一起，即使他们对于男女双方性反应具有可比性的主张似乎有点牵强。“对于有效性刺激的反应，男女之间的对比强调了双方在生理上的相似，而非不同。”马斯特斯和约翰逊并没有将性爱描绘成两极相对，就如亚当和夏娃那样彼此不同，他们发现，每一个做爱中的成年人，不管自己喜欢还是不喜欢，他们“在生理反应方面都是相同的”。他们将自己的推论基于相同“血管充血”——通过静脉血液充斥到性器官——以及可观察到的继发性特征，比如喘气以及肌肉收缩。人们对他们的4阶段结构提出质疑，并认为男女之间的对比被过于整齐地分类。比如，男女身上类似的0.8秒收缩，好像用秒表测算过的，是一个“象征性而非实际的发现”，历史学家保罗·罗宾森这样评价道。“它提示在性高潮时，男女是完全和谐同步的。他们在同一个节奏上前行。”这本书包含着一种欢快的平等主义论调，没有直接面对医学专业关于男性在性爱过程中支配地位的错误观点。

然而，这本书最重要的是，详尽描述了他们的发现，这完全源于对382名女志愿者及312名男志愿者长达约10年的观察。不能否认——面对性爱的严峻考验时，女人优于男人，这本书的构架强调了这一点，书中有141页内容是描述女性性反应的，足足是男性的3倍多。临床的描述与图解提供了一份关于女性身体奇境的地图，详述了关于性爱这一未解生理之谜的新视野。他们关于女性性反应里程碑式的发现将会验证长期以来的临床工作部分，对于之后近20年美国性革命的定义及发源产生了深远的影响。由于对女人多重高潮的能力进行了深入研究，马斯特斯知道自己发布的结果将会撼动以男权主义为图腾的美国文化，后者一直受困于他所谓的“阴茎谬论”和幻想之中。在第一次高潮之后，男人需要等待1个小时甚至1个小时以上，在重新振作之前，他们不得不在这个所谓的消退期中忍受着暂时性的阳痿。但绝大多数达到高潮的女人时刻准备着迎接更多的快感，一而再、再而三都不在话下，只要心情合适，条件也允许。“女人没有不应期，”他们在两性性反应的对比中写道，“在高潮之后，她不会失去性张力，通常都可以回到重复的高潮体验之中。”关于女性多重高潮的描述在正本《人类性反应》以及他们的其他文章中都有提及。“高潮之后，男性在短时间之内通常无法再有更多高潮；而不同于男性，许多女性，特别是在阴蒂刺激之下，可以数分钟之内规律地经历五六次完整的高潮体验。”在这样的场景中，女人在床上表现的激情潜能远远超过男人鞭炮般的一次发射。

在马斯特斯和约翰逊之前，医学文献将所谓的性能力低下描绘为“性冷淡”或“少女”，就好像女人无法和男人并驾齐驱一样。尽管在金赛的调查中，1/6的女性被访者提到多重性高潮，其比例与斯坦福大学心理学家路易斯·M·特曼对已婚夫妇的研究结果相类似，但这一现象仍旧被大多数评论家当作小插曲或者解剖奇观一般视而不见。最好笑的是，有些男评论家甚至将之视为假高潮。马斯特斯和约翰逊所证明的生理上的真实性则完全是另一码事了。在多重高潮的女人中，他们发现，每一次高潮在生理学上都彼此相似，没有什么不同。如果说有不同的地方，那就是随着她们性爱的继续，高潮也会变得更愉悦。“当女性研究对象在实验室里被询问时，经历了多重高潮之后，她们都说第二次和第三次高潮通常比第一次更让人满意，感觉也更让人愉悦。”有些女人喜欢连续不间断的高潮，而另外一些则喜欢先进入另一个类似兴奋期或平台期的阶段，然后再来下一次高潮。“我们确立的重要事实之一——至少我们自己对此相当满意——是女性自然而然地实现多重高潮，”马斯特斯后来说道，“这一点在之前从没被人重视过。”

在解析女性性高潮奥秘的过程中，马斯特斯和约翰逊钻研了阴蒂的复杂结构、其稍显肥厚的纤维束以及在温度上的反应。与之前的男医生不同——包括将阴蒂描述为“类似男性阴茎的物体”的著名教科书《格氏解剖学》的作者——马斯特斯和约翰逊强调了它无与伦比的非凡特性。“阴蒂是人体解剖中最独特的器官，”他们写道，“在男性的整个身体结构中没有类似器官。”阴蒂并不是那些解剖学家误以为的所谓的什么“小弟弟”或者男性的阴茎，也不是弗洛伊德理论中所说的未婚少女在能获取更好的阴道高潮之前手淫时“不成熟”的性爱对象。与之相反，马斯特斯和约翰逊认为这些所谓专家关于阴蒂的论述多为“没有生物学事实为依据的行为概念集”以及“阻碍研究数十年之久的‘阴茎幻想’”。这两位研究者探测了性反应过程中阴蒂与阴道的内在联系，发现在高潮反应方面并没有差别。“阴蒂高潮和阴道高潮在解剖上真的是相互独立的吗？”他们问道，“从生物学的角度，这个问题的答案显然是‘不’。”另外他们还提到，在性爱过程中，将阴蒂和男人的阴茎做对比是毫无意义的事。虽然阴道湿润可能和男人的勃起差不多同时发生，但马斯特斯和约翰逊坚持认为“阴蒂对性刺激的反应和阴茎勃起的速度差不多这一普遍认识是错误的。”

他们的证据难以反驳。在数页的篇幅之中，关于充血的乳房以及女性生殖器(包括在高潮之前回缩的阴蒂包皮、阴蒂头以及阴蒂体)的简笔画为非专业人士提供了指导。一份记录高潮时心跳的心电图显示，被研究者的心率有时可以高达180次/分。女人在平卧位、上位以及胸膝位时的做爱过程都会被观察。她们自己或者由伴侣及门诊光学仪器进行刺激。人工阴茎在女人平卧位时运作良好，但当她们尝试上位时，就会有些“技术上的困难”。所以，对于那些喜欢上位的女志愿者来说，只能通过自然的方式，也就是通过一位真实的伴侣来实现高潮。不管是上位、下位还是侧身，结果都强调了女性性反应的级别。

高潮对于女人来说是一种全身的感觉体验——伴随着一种“强烈的阴蒂盆腔感知”，并且“经常有一种开启容纳的感觉”——而不像男人对于勃起与射精那种狭隘而集中的关注。与老生常谈的传统观念以及男医生的偏见不同，女人在人生的各个阶段都可以享受性行为。他们的研究显示，孕妇可以进行性生活，不用担心伤及胎儿，有时还会增加高潮的可能性，特别是在孕中期的时候。年长的妇女也不必结束她们的性生活。在61位年龄超过41岁的女实验者中，有3位年龄在71至80岁，结果显示年龄可能会减缓激情的强度，但绝不会彻底令其熄灭。“没有理由将绝经这个转折点作为女性性能力、性表现以及性欲望下降的标志。”马斯特斯和约翰逊还对女性性反应的极限进行了测试。研究者发现女性最强烈的高潮不是发生在和男伴侣做爱的过程中，而是在她们自己进行自慰时，这对于男人自尊就像是一支伤人的箭。和多重高潮的可能性一样，在少数情况下，有些女人可以达到“高潮状态”——一种长达20至60秒以上且中间没有平复期的持续高潮状态。(在附页中，有一种关于高潮状态的心电图，大概是为了平息那些对他们夸大事实的质疑。)这本书没有引用那些在没有触碰情况下单凭幻想就达到高潮的女人，但在出版之后，他们又发现并测试了3位属于这类情况的女性。