可是，男童的声音保质期太短，后来，教会发现，通过将男童阉割的方式，可以保留男童声音的特质，除此之外，由于阉童缺乏有助于声带长度增加的雄激素, 因此声带还是青春期开始时的长度, 膜片长度只有 7- 8 毫米, 不仅短于正常发音的男子, 甚至可能比一般成年妇女的还短。
我们要知道，声带越短，能发出的音调越高。而且他们的喉头永远不会下移，因此声带与共鸣腔靠得更近，由此可以更自如地控制呼吸与力度。
这种生理条件的最终结果是, 只要经过恰当的训练, 他们的肺活量和横膈膜支持力大得惊人, 呼吸能持续一分钟以上,，能轻易跨越三个八度，不仅可以唱出更高的音符, 还可以达到一种辉煌、明净、力度超群的、在当时技术上最为完美的音响效果。
这让教会喜出望外，16世纪，梵蒂冈的西斯廷教堂首先引入了阉伶，他们挑选出声音清澈洪亮的男童，在青春期前通过阉割手术而将他们的童声保留了下来，这就是阉伶歌手的由来。
因为阉割后的强大生理机能，他们既演唱英雄型的男性角色, 也饰演女性角色，阉伶歌手开始走出教堂，遇到了刚刚诞生的歌剧。
17 至 18 世纪, 由于人们对歌剧的倾心追逐使得阉伶歌手支配了歌剧舞台, 许多令人瞠目结舌的花腔以及难以企及的高音的乐谱，阉伶歌手都可以轻松演绎。
以最著名的阉伶歌手法里内利为例子，法里内利可以在一个音符上保持超过1分钟，而当今最顶级的女中音歌唱家芭托莉只能在一个音符上保持30秒，男性的肺活量加上灵巧的喉咙，这使得法里内利一口气能唱250个音符，在当今，没有一个歌唱家可以做到。
正因为阉伶歌手强大的机能，阉伶歌手和歌剧携手开启了一个将近三百年的美声歌唱的黄金时代。
当时， 阉人歌手所到之处的表演都受到观众热烈的欢迎, 人们对这些歌手的崇尚趋之若骛。在英格兰、澳大利亚、德国、波兰和俄罗斯, 在帝王的宫廷和公共剧院。
歌剧在当时属于主流文化，为了获得市场，以及取悦贵族和皇室，人为的、有意的阉割手术。手术的对象通常是教堂合唱团里具有歌唱天赋或良好嗓音条件的男童, 他们大多是孤儿或穷人家的孩子, 抱着将来成名后能享有尊贵的社会地位和过上锦衣玉食的生活的期望而做阉割手术。
据估计, 在 18 世纪中叶, 那不勒斯一年大概有4000名男童做这样的手术。然而大部分人其实并不具备“纯金”的嗓音，而且严苛的声乐教育，许多人难以坚持，只能很少一部分人可以成为阉伶歌手，甚至艺术家，大多人成为了“人类探索高音实验”的失败品，其中不少人只能靠在不知名的小镇中演唱弥撒换取微薄酬金度日。
