阴茎勃起的原理，即当男性受到性刺激的时候，大脑会发送信号到阴茎的神经末梢释放一氧化氮等神经递质，一氧化氮刺激活酶导致平滑肌细胞内的环磷酸鸟苷水平升高。

环磷酸鸟苷是一种信使分子，它会导致平滑肌放松，从而使阴茎海绵体的血管扩张，血管扩张时的血液更容易流入阴茎海绵体。

血液在阴茎海绵体内充盈导致阴茎膨胀会变硬形成勃起，随着勃起的持续，阴茎海绵体内的压力增加，压迫静脉减少血液的流出，从而维持持续的勃起。

射精以后，神经递质就释放、减少，环磷酸鸟苷被磷酸二酯酶分解，导致平滑肌内的细胞重新收缩，血管变窄、血液流出增加，阴茎就逐渐恢复到非勃起的状态。这是一套完整的阴茎勃起的流程。