Até donos experientes acham difícil determinar o sexo de um dragão-barbudo. Embora dragões-barbudos machos e fêmeas tendam a ter aparências ligeiramente diferentes, nenhuma diferença externa óbvia é universal.
Um dragão-barbudo macho maduro pode ter duas protuberâncias paralelas na parte inferior da cauda; estas protuberâncias estão localizadas logo acima do "vento" (cloaca) na base da cauda. Se um dragão-barbudo tem esses marcadores, é definitivamente macho. No entanto, nem todos os machos exibem esta característica.
Fêmeas de dragão-barbudo tendem a ser ligeiramente menores que machos, mas outros fatores influenciam o tamanho do lagarto.
Fêmeas de dragão-barbudo geralmente escurecem suas barbas menos frequentemente que machos. No entanto, barbas escuras são vistas em ambos os sexos.
Fêmeas adultas de dragão-barbudo tendem a ter caudas ligeiramente mais finas.
Um veterinário ou herpetólogo qualificado pode usar uma técnica chamada sondagem (probing) para determinar o sexo de um dragão-barbudo. Este processo estimula o dragão-barbudo para que exiba seus genitais internos. A sondagem pode ferir seriamente um dragão-barbudo, então deve ser tentada apenas por um especialista.