正常的男性外生殖器一般在胚胎的前3个月发育完成。

胎儿的阴茎发育经历三个阶段：第一阶段是生殖结节期，阴茎突出于会阴部，呈一小丘状，长约0.8～1.5mm，第二阶段是阴茎体期，阴茎呈圆筒状增长，长约1.6～3.8mm；第三阶段是阴茎尿道完成期，约在胚胎的第3个月，其长度约3.8～4.5mm。4个月后，阴茎在激素的调控下继续逐渐发育。

胎儿产生雄酮：是正常男婴的发育所必需。对于一个46XY的男胎，会有两次的雄酮峰波。第1次，雄酮帮助阴茎和阴囊形成基本的结构；第2次，雄酮使已形成的阴茎增大。如果雄酮的第1次分泌正常，而第2次分泌极少或不分泌，胎儿的阴茎形态和功能正常但体积极小。妊娠早期，胎盘的促性腺激素(hCG)刺激胎睾产生睾酮。在器官已经形成的妊娠后期，胎儿通过下丘脑分泌的促性腺激素释放激素(GnRH)或称促黄体生成素释放激素(LHRH)刺激垂体分泌黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)。

hCG、LH和FSH刺激睾丸的间质细胞(Leydig细胞)产生睾酮，睾酮在5-a还原酶的作用下，转化为双氢睾酮，双氢睾酮刺激阴茎发育。如无充分的促性腺激素的刺激，可发生【尿道下裂】和外生殖器模糊。微小阴茎患者的阴茎的形态和结构正常，提示胎儿的前3个月的发育是正常的。如上提示，垂体性腺轴作用于胎儿后期。出生后短时间内，促性腺激素和睾酮水平下降。健康男婴6个月时，睾酮水平达到青春发育期前的水平，阴茎基本上处于低水平的增长；随着青春发育期的到来，睾酮水平急剧上升，阴茎的发育也就明显地增大，逐渐达到成年的大小。