這本書是弗洛伊德性欲論最主要的代表著作，發表於1905年。性欲論（sexual theory）是正統精神分析的兩條基本命題之一，也是弗洛伊德學說的三大理論支柱之一。本書由弗洛伊德關於“性變態”、“幼兒性欲”和“青春期的變化”等三篇文章所組成。他在本書第四版序中公開承認：“堅持性欲乃一切人類成就之源泉，以及性欲觀念的擴展，自始便是精神分析學所遭阻抗裏最強烈的動機。”在這部著作中，他除了回答一些批評者的責難外，著重闡明了精神分析的性欲論的兩個基本點：（1）堅持性欲是一切人類成就的源泉；（2）堅持性欲觀念的擴展。他從進化論的觀點證明，成年的性欲特征絕不是性表現的唯一形式，而是從幼年期開始以來就有的性衝動的繁複表現。根據人的身體的彌漫性吸引和特定**發生區的性吸引，將人的性發展分成口腔期、肛門期、性器期、性潛伏期、生殖期等，並指出情感固著（fixation）和退化（regression）乃是神經症和精神病的主要症狀。此書係統地論述了自幼年時代起人類性欲發展規律。故被稱為“弗洛伊德闡明人類性欲之本質與發展的主要文獻”。到了1925年已出版了六版，由80頁增至120頁。在弗洛伊德生前，共有9種外語譯本。許多評論家認為，《性學三論》“對人性的了解最有創意且是最具有恒價值的貢獻”。
在這個時期裏，弗洛伊德個人地位、業務狀況均有相當改善，醫療工作興旺起來，接受他的學說的人也日益增多。波林認為，這是弗洛伊德“大見成效和成名之始”的時期。
本來，就弗洛伊德在神經病理學方麵研究的廣度和深度及其取得的成就和影響，足以使他獲得教授的資格。但因弗洛伊德的一些創新性見解和學說，如“男性也有癔症”，尤其是性病因學的論述，既與維多利亞時代的禁欲主義思想相背謬，又與傳統的神經病理學思想相抵觸，加上當時反猶勢力又很強，故一度遭到醫學界的嘲笑和抨擊。盡管隨著社會的進步、科學的發展，弗洛伊德精神分析學越來越得到人們的認同，但負麵影響不是一下子能消除的，這恐怕是弗洛伊德一直沒有把這件事放在心上的主要原因。可見他極想獲得這一職稱，這不單純是因為教授是個令人尊敬的、類似於“半神”的地位，成為世界名流的維也納大學醫學院中重要的成員，更重要的是可使家庭生活更穩定，實現自己一輩子從事學術研究的夙願。但提職程序比講師嚴格得多，必須由兩個正教授提名，再由六人組成資格審查委員會審查著作情況，然後是教授會全體投票表決，再將推薦書報給教育部。經維也納大學著名教授諾斯納格、克拉夫特—埃賓（Krafft—Ebing）的提名，他們極力恢複弗洛伊德的名譽，讚揚他的科研成果是“第一流的”，並指出其《癔症病因學》並非“科學的神話”，醫學院教授會以22票對10票通過提升弗洛伊德教授的議案，後經教育部長批準。1902年12月2日弗朗茨·約瑟夫（Franz Joseph）皇帝在他登基五十周年紀念慶祝會上親自向弗洛伊德頒發了教授任命書。