马斯特斯（William Howell Masters）毕业于华盛顿大学医学院，自1954年起开始了对人的性特征的研究，这一研究为他带来了国际声誉。但在当时的社会气氛中，性还是一个颇有争议的研究领域。他的研究方法主要是观察性功能障碍者的性交活动，以便找出更好的解决办法。为了研究的顺利进行，马斯特斯认为应该有女性研究者的参与。1956年他开始雇用约翰逊（Virginia E. Johnson）帮他采访研究对象的性问题。约翰逊当时是一位有两个孩子的离婚母亲，她没有上过大学，在参加这一研究之前她从事心理学研究。马斯特斯与第一位妻子离婚后，1971年与约翰逊结婚，之后他们进行了长达22年的合作研究。
从五十年代中期起，马斯特斯和约翰逊花了十年时间对18岁到89岁之间的382名女性和312名男性的性活动进行观察，这694人中的276对已婚夫妇参加了实验室研究。他们的性活动被用彩色胶片记录下来，同时做了心电图和脑电图测量。新技术的采用是马斯特斯和约翰逊获得成功的保证，先进的微型照相机和电子装置被置于橡胶阴茎内，使他们能够观察到性高潮时阴道内发生的反应，这使他们能够对一些基本问题给出回答。1966年他们的第一本书《人类性反应》出版，这本书的出版得到了学术界和出版界的高度重视，该书被译成多种文字。
《人类性反应》一书是作者对人类性反应进行观察和实验的第一部成果。马斯特斯和约翰逊所有的实验都围绕着如下两个其他性学家未曾注意或没有解决的问题展开：其一，受到有效的性刺激后，受刺激者会做出什么样的身体反应；其二，人们为什么会对性刺激产生这样的性反应？其中，寻找人类对性刺激的共同的而非个别性的反应模式是这本书的基本旨趣。
为有效提高实验的信度和效度，实现预定的研究目的，马斯特斯和约翰逊从研究对象的选择和构成以及研究方法和技术的设计等两个方面采取了措施。
在样本选择方面，为保证被试能与该研究项目保持长期的合作关系，并保证其生殖器指标能与解剖学意义上的基本常数要求相匹配，马斯特斯和约翰逊在选择志愿参与该实验的人员时采用了如下标准：高于社会平均水平的知识程度和社会经济背景；通过面试确定其自愿性、性反应的熟练程度、传达性反应的特定细节的能力等；通过体检，确定其生殖器指标能与解剖学意义上的基本常数要求相匹配；排除了社会群体内性关系反常的人员和生殖器异常的人员。
这个研究项目的被试主要来自三个方面：一是一个具有较高社会经济地位和知识水准、与某大型大学医院联合体有合作关系的学术社群的成员；二是一些曾有过不能获得性满足问题的家庭，他们的社会阶层和教育背景分布广泛；三是为特定的研究目的——如老年人的性反应、孕期性反应等——而选择的一批特别的志愿者。所有被试都经过马斯特斯和约翰逊的精心选择。因此，被试的基本构成充分体现了作者的研究目的和意图。
在研究方法的选择上，马斯特斯和约翰逊以为，对性反应模式的研究不是简单地通过面谈和提问就能得出科学和客观的结论的。尤其是将研究旨趣定位在研究人类对有效性刺激的反应模式和原因而非人们自诉的感觉时，在研究方法的选择上就更应该慎重。这一项目在研究方法选择上高度重视其客观性和综合性，除直接观察和实验记录被试的性反应模式外，还通过面谈、讨论、分析等办法来掌握被试性满足的程度、个体的性反应模式等多种途径来展开研究。
马斯特斯和约翰逊还研究了老年性能力、性能力与怀孕、男性与女性的性能力等内容，报告了对被试的性反应模式的观察和生理记录结果。最为重要的是，这一项目收集了11年间有关男性和女性对有效性刺激的反应的直接实验和研究的大量信息。例如，在实验过程中，研究人员搜集了10000人次获得的完整的性反应周期，其中女性占75%。这些都是提高研究信度和效度的保障。同金西的研究样本相比较，这一研究项目虽然要小得多，但由于马斯特斯和约翰逊不是采用金西的主观色彩很明显的访谈法，而是致力于在精心设计的实验环境中对一小群经过精心选择的被试的生理和心理的性反应模式进行观察、记录和评估，所以这一研究的价值是显而易见的。这一点也是以前的性学研究项目所没有做到的。
在实验技术的选择上，根据不同的研究内容和具体的研究目的，被试被指导运用了多种性交、手淫方式和性交体位。人工性交是这一研究项目的重要实验方法，通过人工性交，研究人员记录了完整的性反应周期。人工性交器材由放射物理学家提供。假阴茎的原料是橡胶，根据与厚玻璃板一样的光学原理制成。冷光照明可以保证正确的观察和记录。各种性用具可以根据具体生理情况进行改造。假阴茎抽插的频率和深度都由性反应主体掌握。
为提高被试对试验环境的适应能力，使被试在实验情境中的性行为同日常性行为趋向一致和稳定，马斯特斯和约翰逊采取了一些必要的措施。一旦被选定为被试，所有的志愿者都被安排到一个控制环境中。第一步是要求每一个志愿者分别向男性和女性询问员报告自己的病史、社会经历和性史。第二步是对被试候选人进行体格检查，以排除各种疾病，特别是生殖器的疾病。然后是将各被试分派到相应的研究岗位，向他们介绍各种研究器械及功能。研究人员还鼓励他们进行性活动以帮助他们消除对实验环境的不适应。一直到被试对周围环境产生了安全感，对自己的性能力有了充分的信心后，研究人员才开始记录并向其他被试介绍他们各自的性反应。这种训练模式可以迅速地使被试同研究程序相配合，自如地迎合研究的各种要求。惟当他们获得了充足的信心后，实验才开始按照预设的程序全面展开。
马斯特斯和约翰逊一直重视研究成果的临床应用。从1959年起，他们利用自己的研究成果向有性问题的人提供咨询，咨询中他们既发展了性研究的队伍，也发展了研究方法。合作者接受两到三周的治疗后转入长达五年的跟踪随访。作为结果，1970年他们出版了第二本著作——《人类性功能障碍》。马斯特斯和约翰逊成为美国声望很高的性治疗专家，在《人类性功能障碍》出版后的两年内，性治疗门诊已经在美国全国范围内风行一时，其中一些诊所的医生是经过马斯特斯和约翰逊训练出来的。
1969年，马斯特斯因雇用性工作者作为研究阳痿和性冷淡问题的对象而引发争论，他随即放弃了研究中对性工作者的使用。对此他做了如下解释：性工作者其实并不太适合这种希望了解普通人的研究。他发现普通人中也有人愿意参加这样的研究，愿意接受在临床环境中被观察，因此在研究中尽量使用普通人。1975年，马斯特斯和约翰逊的第三本书《愉悦的结合》出版。这本书不再是讲述性的机制而是写给普通人的，该书强调，性的愉悦是男女双方相互的生理和情感的需要和满足。
1979年，马斯特斯和约翰逊出版了第四本书《透视同性恋》。书中报告了对84名遇到性问题的男女同性恋者的治疗经历，也报告了对67名男女异性恋者的治疗经历。马斯特斯公开声称，同性恋者和异性恋者一样具有获得帮助的权利，同性恋既不是心理病态也不是遗传缺陷，像异性恋一样，他们的性取向是一种后天习得的行为。
1988年，马斯特斯和考德尼（Robert Kolodny）合作出版了《危机：艾滋病时代的异性恋行为》一书，再度引起争议。书中揭示出“艾滋病病毒正在异性恋的社区以惊人的速度蔓延”这一事实。（本节引自《西方性学名著提要》一书第14-21页）
性学界对马斯特斯和约翰逊的评价之一是，由于他们的工作，性学又回到生理学领域去了。其实，在他们对人类性行为做生理学研究的同时，对性的社会学研究也在蓬勃地发展，二者并无偏废。
