Hirschfeld studeerde geneeskunde en legde zich al snel toe op de studie van seksualiteit. Hij richtte zich in zijn onderzoek vooral op homoseksualiteit, biseksualiteit en genderidentiteit, in een tijd waarin deze onderwerpen grotendeels taboe waren. Hij geloofde dat seksuele voorkeur en gender een spectrum zijn, iets wat toen revolutionair was en nu wordt gezien als de basis van de moderne seksuele wetenschap. Hirschfeld introduceerde termen als “transvestiet” (nu vervangen door termen als “transgender” en “genderqueer”) en voerde campagnes voor een betere maatschappelijke en medische erkenning van genderdiversiteit.
In 1919 stichtte Hirschfeld in Berlijn het Institut für Sexualwissenschaft. Dit was een van de eerste centra ter wereld gewijd aan onderzoek naar seksualiteit, maar ook een regionaal behandelingscentrum voor seksuele problemen en stoornissen. Het instituut bood steun aan LGBT’ers, waaronder psychologische hulp, en diende als een veilige plek voor mensen die worstelden met hun seksuele oriëntatie of genderidentiteit. Het instituut was ook betrokken bij operaties voor genderbevestiging (destijds bekend als geslachtsveranderende operaties) en gaf voorlichting over voorbehoedsmiddelen en geslachtsziekten.