阴茎动脉血流的增加：阴茎在软缩状态下，血流量一般每分钟4ml。诱发勃起，血流量增加到每分钟80一120ml，充分勃起后，所需每分钟20一40ml的血量进入阴茎海绵体以维持勃起，在勃起中真正起作用的是阴茎深动脉。

    (1)阴茎海绵体血窦的松弛与扩张：阴茎海绵体血窦是一种内在的有活动的伸缩单位，其体积随进入血窦的血流量增减而发生变化，使阴茎胀大或松软。

    (2)静脉系统的作用：以往认为阴茎勃起除了海绵体需要一定灌注量外，主要为阴茎静脉的主动关闭，阴茎头和尿道海绵体勃起时有许多小静脉直接回流到阴茎背静脉及尿道静脉造成一种功能性的动静脉瘘，这一点可解释勃起时“硬阴茎海绵体及软阴茎头”现象。

    (3)阴茎海绵体内动—静脉分流受阻。

    阴茎勃起的神经生理学

    阴茎勃起是受神经控制的一种血流动力学现象，受脊髓低级反射中枢即交感与副交感神经中枢的控制及乙酰胆碱、去甲肾上腺素、肠多肽类等神经递质的介导，并受大脑高级中枢的调节。

    来自大脑与性感器官的刺激都可诱发勃起，性意念会刺激通过胸腰部中枢产生的勃起称心理性勃起；而由触、摸、视、听、嗅等感官刺激通过阴茎部神经和骶髓中枢产生的勃起称反射性勃起。两种刺激可以相互影响也可独立发生作用。