一氧化氮扩散到动脉的平滑肌（也可称为「小樑平滑肌」），使平滑肌舒张，诱使阴茎海绵体和尿道海绵体的空腔充血，并出现勃起。同时坐骨海绵体肌和球海绵体肌会压迫阴茎海绵体的静脉，限制血液流出。 当副交感神经活动消退至日常状态时，阴茎的勃起程度就会消退：在过程中交感神经的活动会使阴茎动脉和海绵体窦隙收缩，迫使血液透过相关静脉流出勃起组织，参与在其中的静脉包括一条阴茎背深静脉、两条海绵体静脉、四条位于管状筋膜及白膜之间的动脉旁静脉。静脉的血液流速会控制阴茎勃起后的硬度，它会影响阴茎海绵体和尿道海绵体所受的压力，以至阴茎