La relación entre deseo sexual y satisfacción sexual y relacional ha sido documentada en parejas heterosexuales, evidenciando que tanto el deseo dirigido hacia la pareja como el deseo solitario inciden de manera significativa en la satisfacción sexual y relacional. No obstante, no existe evidencia previa en parejas del mismo sexo, lo que restringe la comprensión de cómo las dinámicas del deseo sexual influyen en el bienestar de estas parejas. En este marco, el presente estudio tuvo como objetivo examinar las asociaciones entre tres tipos de deseo sexual y dos dimensiones de satisfacción —sexual y relacional— en una muestra de hombres y mujeres con pareja del mismo sexo. Los hallazgos indicaron que, en ambos sexos, el deseo dirigido hacia la pareja se constituyó como el principal predictor de la satisfacción sexual y relacional. En el caso de la satisfacción sexual, los modelos explicaron entre el 27% y el 32% de la varianza, observándose un efecto significativo del deseo hacia la pareja tanto en hombres (β = 0,39, p < 0,001) como en mujeres (β = 0,32, p < 0,001), mientras que el deseo hacia personas atractivas y el deseo solitario no mostraron contribuciones significativas. En cuanto a la satisfacción con la relación, el efecto del deseo hacia la pareja también resultó significativo en ambos sexos (hombres: β = 0,21, p < 0,001; mujeres: β = 0,12, p = 0,036), explicando entre el 4% y el 12% de la varianza, con un mayor grado de explicación en mujeres. Estos resultados sugieren que el deseo dirigido hacia la pareja constituye un factor relevante para la satisfacción sexual y relacional en parejas del mismo sexo, mostrando efectos más consistentes en mujeres, mientras que otros tipos de deseo parecen desempeñar un papel limitado.