非因性冲动和性欲而导致的阴茎异常勃起是指阴茎持续勃起且伴有疼痛。根据发病情况，临床上可分为原发性和继发性两类。原发性阴茎异常勃起多数发生在成年人身上，且没有明显的病因。而继发性阴茎异常勃起在儿童中更为常见，其中有大约20%的病例是由血液病引发的，其中以镰状细胞血症为主要原因。其他继发性病因包括神经性、创伤、炎症、感染、化学物质、毒素、癌症和先天缺陷等。

曾经有人统计了48个案例的阴茎异常勃起，其中成人有37个案例，小儿有11个案例。在成人中，70%的案例是原发性的，其余的案例依次是由镰状细胞血症、肿瘤、创伤、白血病引起的。而在小儿中，63.3%的案例是由镰状细胞血症引起的，其余的案例是由白血病和原发性引起的。与正常勃起不同的是，阴茎异常勃起时阴茎头并不勃起。

阴茎发生异常勃起时，可能会导致阴茎海绵体动脉持续性扩张，静脉持续性收缩，造成血液淤滞和粘度增加，甚至形成血栓，从而影响血管内的氧气交换。静脉回流受到严重阻碍，二氧化碳张力增加，海绵体中的隔膜水肿，内皮细胞受到炎症和损伤。内皮细胞的损伤可能是引发阳痿的原因。有人认为即使及时治疗，也难以避免发生阳痿，并且还可能出现纤维化，无法进行正常的性生活。因此，阴茎异常勃起也可能导致男性不育。