阴茎勃起是由于充血引起的。当性兴奋发生时，神经系统释放一系列化学物质，包括一氧化氮（NO），它导致血管舒张。在阴茎里，这导致血液流入海绵体和海绵体静脉的加速。海绵体是阴茎内的一对海绵状组织，而海绵体静脉是血液排出阴茎的管道。当这些海绵体充满血液时，阴茎会变得硬起来。一些肌肉会收缩，阻止血液从海绵体静脉中流出，从而保持勃起状态。勃起结束时，血液排出阴茎，海绵体和海绵体静脉恢复其正常状态。此过程的调节受到多种因素的影响，包括神经、心理和生理因素。