阴茎勃起有赖于健全的神经反射通路、正常的内分泌功能、充分的动脉血输入和有力阻断静脉血液流出、正常的阴茎解剖结构等四个环节的相互协调和配合，哪一环节都缺不得、错不得。除此之外，还必须有健全的性心理倾向，否则，即使上述四个环节均正常，阴茎仍然不能勃起。

　　一、阴茎的血运系统和血液供应

　　阴茎血管本身和血流的供应在阴茎勃起机制中占有极其重要的地位，因为阴茎勃起的本质是血管充血反应，这些血运系统出了毛病，当然会造成阴茎勃起不良。阴茎内动脉的分支有：位于阴茎背面白膜外的阴茎背动脉，沿阴茎海绵体走行的阴茎海绵体动脉，以及沿尿道海绵体走向的尿道腹侧的两条尿道球动脉。这些动脉的末端分支，即螺旋动脉终止于小毛细血管，后者又直接开口于海绵体腔。静脉回流有两条通路，浅表背静脉引流整个尿道海绵体（包括龟头和尿道球）的血液，深部背静脉引流阴茎海绵体血液。

　　三个海绵体腔行使阴茎勃起组织的功能，龟头和尿道海绵体提供体积，而一对阴茎海绵体提供硬度。由称为小梁的纤维和平滑肌索带将组织分隔成许多不规则的间隙，又称血窦，窦间隙表面覆盖有内皮。位于海绵体中央的窦隙较大，在阴茎高度充血时，直径可达1-9毫米，松弛时则为不明显的间隙。每个血窦都有深动脉和输出静脉与其直接相通，而深动脉与输出静脉之间还有直接的交通支，称为动静脉分流系统。在深动脉、输出静脉和动静脉短路的管壁上都存在瓣膜状平滑肌皱襞，受勃起神经调节。当神经冲动作用于该皱襞时，窦的深动脉完全开放，而输出静脉和动静脉交通支的管壁部分关闭，故入窦血量增多，导致海绵体的充盈及勃起。然后，血液由深静脉流出减少，并有选择地积聚在海绵窦内，海绵组织内的平滑肌松弛，血窦因充满血液而膨大，因而阴茎体积也明显增大，但白膜不会无限膨大，最后使勃起的阴茎达到所需要的硬度。在勃起中起主要作用的是动脉的作用，但阴茎内静脉血管瓣膜部分关闭并限制静脉血液回流也很重要。若血液排放系统关闭不全，静脉排放流量过大，勃起可以减退而形成阳痿。此外，动静脉交通支在勃起时不关闭也可造成阳痿。这种皱襞瓣膜组织于婴儿出生后2个月即已开始出现，自3岁起大量增加，这说明男性儿童能有勃起现象。新生儿阴茎勃起，纯属神经生理反应，不存在瓣膜问题。

　　射精后，由于腹下神经中的交感神经纤维兴奋，阴茎内动脉收缩，使窦深动脉壁平滑肌皱襞增厚，形成瓣膜样部分关闭，窦血流减少，输出静脉交通支完全开放，静脉回流增加，阴茎很快疲软。

　　阴茎像一个令人吃惊的天然液压机械装置，勃起与消退的生理反应，表现为一个器官在一定容量下呈现出的流入与流出的血液动力学变化。根据阴茎的大小，勃起时血容量的增加约为80-200毫升。阴茎勃起时，阴茎内动脉扩张，进入阴茎的血流量比松弛时大8倍之多。当达到120毫升/分时（海绵体内压增高至5毫米汞柱左右）引起勃起，而一旦勃起之后维持勃起的血流量只需原先灌注率的60%左右，或70毫升/分即可，这说明静脉没有完全关闭。若静脉完全关闭，只能引起阴茎水肿和发绀，而不是真正的勃起。在年轻人，勃起只需要5秒钟，而年长者可能需要6-7分钟之久。这说明人的体力、精力、心理与精神因素在年龄增长过程中，对性欲与阴茎勃起也有一定影响。

　　二、健全的神经反射

　　阴茎勃起是一种反射，来自许多感受器的神经末稍的刺激和条件反射刺激都能引起阴茎勃起反射。参与控制勃起功能的神经成分包括上至大脑皮层、下至阴茎血管壁神经肌肉终端的各级结构。如大脑皮质，有性功能中枢；间脑、下丘脑，有皮质下中枢；腰骶部脊髓内，有勃起和射精中枢，但胸腰部及骶中心也有协同作用，各中枢之间有密切联系，脊髓中枢又经感觉和运动神经与生殖器官相联系。

　　人的性活动是由一系列复杂的条件反射和非条件反射组成，并受到中枢神经系统高级部位的控制和支配，它们能提高或抑制性感。性欲和勃起本身亦是大脑综合了许多外界刺激后产生的，尤其是条件反射更为重要。后天性条件反射联系，可以使大脑皮质和高级感觉器官的刺激，如各种思维联想、回忆、视、嗅、听及其他感觉与非条件反射一样，引起大脑皮层性兴