阴茎的勃起功能与阴茎本身的结构、神经反射、内分泌性激素、血管功能及心理学等因素相关，是它们相互影响共同作用的效应。

阴茎结构对勃起功能的影响

阴茎海绵体平滑肌的收缩与舒张的调控在阴茎的勃起中起着重要的作用。随着年龄的增长，男性阴茎海绵体的平滑肌细胞将逐渐减少，故老年男性得勃起能力下降。

内分泌在勃起中的作用

雄性激素-睾酮与男性第二性征的发育，性欲的产生及性行为有极密切的关系。由于性腺机能低下导致的性欲减退及性能力不足，在适当补充雄性激素后可获得改善和恢复。此外下丘脑-垂体-性腺轴上的改变也会影响勃起功能，如高泌乳素血症常导致勃起功能障碍。

阴茎血流动力学与勃起的关系

在神经系统的支配下，由于阴茎海绵窦平滑肌松弛，阻力下降，使动脉扩张，动脉血流灌注量迅速增加，同时静脉协调性关闭。阴茎海绵体的体积与硬度短时间内增加达到勃起的程度。凡影响阴茎海绵体动、静脉血管功能及其协调性的因素均能引起程度不等的勃起功能障碍。

神经对勃起功能的调节

由大脑皮层发生冲动传至中枢并产生勃起的效应称为心源性勃起。而直接对阴茎局部刺激，通过阴茎背神经传导至骶髓中枢产生的勃起为发射性勃起。健康的男性在性活动中，以上两种勃起模式是共存的，相互强化，相互补充。