阴茎是男性性器官中非常重要的一个部位，阴茎除了承担着男性身体的排尿功能外，还承担着最重要的生育功能。凡是有过性经验的朋友们都应该知道，男性性交活动是在阴茎勃起后的状态下才能正常完成的，那么阴茎勃起的过程是怎样呢？
阴茎勃起是在神经、内分泌及心理效应等综合调控下所产生的血流动力学变化的结果，是男子对有效性刺激的第一个生理反应，即性反应的主要标志。
性刺激作用于视、听、嗅、触觉和幻想后，中枢神经系统发出性冲动，由骶髓中枢协调，经外周神经传到阴茎，或由刺激外生殖器，经阴茎骶髓反射弧，使副交感神经兴奋，神经末梢纤维释放神经递质，作用于血管内皮细胞和平滑肌细胞，导致海绵体平滑肌松弛，动脉血供大增，血液大量流人阴茎海绵窦，使阴茎肿胀。
而沟通海绵窦与阴茎的导静脉和白膜下静脉逐渐受压，致静脉完全闭锁，海绵体内压达到甚至超过躯体动脉压，产生坚硬勃起。除了阴茎动脉血供的增加、静脉血流受阻、海绵体内压升高外，环绕阴茎根部的骨盆肌肉和球海绵体肌收缩，也可减少静脉血回流。简而言之，勃起的过程就是流人阴茎的血流大增，而流出阴茎的血流减少至暂停而致的结果。
勃起时阴茎血流动力学的改变是受中枢神经系统的高级部位，包括边缘系统及大脑皮质、皮质下中枢，通过下丘脑—垂体·性腺轴调节和控制。将冲动向下传递，使神经纤维释放神经递质，作用于血管内皮细胞和平滑肌细胞来调节的。
目前研究发现，副交感神经末梢释放乙酰胆碱，使血管内皮细胞及非肾上腺素非胆碱能神经元释放一氧化氮，刺激激活鸟苷酸环化酶，使海绵体内三磷酸鸟苷转化为环磷酸鸟苷，使环磷酸鸟苷水平增加，打开了平滑肌细胞的钙离子通道，使得海绵体平滑肌松弛，大量血液进入阴茎动脉和海绵窦间隙，形成阴茎勃起。除与交感神经和副交感神经释放的递质有关外，还可能受肽类神经递质的调节，包括血管活性肠肽、前列腺素E、神经肽Y、降钙素基因相关肽等。
男子性功能中阴茎勃起是最重要的功能，而在男子性反应周期，阴茎勃起又有最显著的表现。故科学界对此进行了长期的、广泛深入的研究，但其究竟仍知之较少。随着对阴茎勃起的血流动力学、神经生理学、分子生物学等深入研究及某些检查和实验手段的开展，目前对阴茎勃起的机制有更多的了解。