阴茎勃起是由于大量血液迅速流入阴茎海绵体，使其内压急骤上升所致。阴茎在正常松软状态下，海绵体中仅有少量血流通过，以维持阴茎的营养供给。在性刺激的作用下，通过神经及血管舒张调节，可驱使大量血流进入阴茎海绵体的血窦内，使窦状隙充分膨胀并限制于坚韧而弹性较小的阴茎白膜内，使阴茎勃起坚挺。正常阴茎勃起可充满80～200毫升血液。勃起的消退可分为二期。第一期为阴茎快速复归，阴茎丧失硬度，为高潮期的50%左右。第二期是阴茎回复到萎软状态，此期时间的长短有年龄的差异，可持续到不应期过后很长一段时间。而阴茎异常勃起是指在无性欲要求或刺激的情况下，阴茎海绵体持续长时间的痛性勃起(几小时乃至几周)。勃起的时间长且伴有疼痛，使人痛苦异常，引起排尿困难甚至根本不能排尿。