男性在睡眠中阴茎勃起而醒后萎软，是由于阴茎勃起受交感神经及副交感神经控制。男性清醒时交感神经过度兴奋，交感神经占主导作用，会导致阴茎供血动脉收缩，阴茎内血液快速通过海绵体静脉，流到海绵体外，从而出现阴茎供血不足，导致阴茎出现萎软现象。但男性在睡眠中以副交感神经为主，尿液刺激勃起神经束会反射性引起阴茎供血增加，导致阴茎供血动脉扩张，出现阴茎海绵体扩张充血，导致阴茎勃起胀大。

上述症状属于正常生理现象，阴茎存在供血动脉及阴茎白膜表面的静脉回流，而阴茎海绵体内存在大量的静脉窦，在充血时静脉窦扩张充血并压迫白膜，则会导致静脉回流受阻而出现阴茎持续勃起胀大。而当交感神经兴奋为主时，男性则会出现阴茎萎软的现象。