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，勃起时的血容量会比平时增加大约８０－２００毫升。当男性性兴奋时，大脑或脊椎神经中枢传达勃起的讯息。将“勃起传导素”作用至阴茎空腔海绵体，引起动脉扩张，血压上升，约两百毫升的血液进入阴茎空腔海绵体内，进而压迫到静脉，使血液回流困难因而造成了持续的勃起。
阴茎在勃起时由三个充满血液的空腔海绵体组成，这三个海绵体空腔行使了阴茎勃起组织的功能，而龟头和尿道海绵体为勃起提供了体积，一对阴茎海绵体为勃起提供了硬度。
血液充斥阴茎勃起组织中的空腔海绵体，就像海绵吸水后涨大的原理一样。阴茎空腔海绵体内所能容纳的血液容量决定了勃起时的尺寸。
