这先要从阴茎的解剖结构说起。阴茎的最主要结构是二个阴茎海绵体和一个尿道海绵体。海绵体就象它的名称一样，结构就象海绵。它是由血管窦组成的。 平时，流经它的血液流量很少，每分钟仅4ml左右，整个阴茎就处于疲软状态。而当有性兴奋发生的时候，在诱发阴茎勃起的阶段，血流量可骤然增加到每分钟80－120ml，平均为100ml。即使在充分勃起后，为了保持这种勃起状态、勃起的硬度，仍然需要有每分钟20－40ml的血流量进入阴茎海绵体内。在这增加的血流量的作用下，这个“海绵”内的压力骤然增高，阴茎就勃起、变得坚硬了。
这道理和为轮胎打气一样，充气充足的时候，轮胎就变得坚硬了，应该很容易理解的。 当然，阴茎勃起的机理比这复杂得多，它是一种动态平衡。是不断有充血和血液回流，从而始终保持阴茎海绵体内达到一定压力，从而维持勃起和勃起的硬度。
不难看出，决定阴茎勃起后的大小、坚硬程度的主要因素是流向阴茎的血流量。