。在自然界中能够勃起的生物包括哺乳动物、鳄鱼、海龟、某些鸟类。乳头及阴蒂也可以出现勃起，分别称为乳头勃起及阴蒂勃起。从生理学的角度而言，勃起是因血管和神经的机制而生。其由副交感神经（自主神经系统的一部分）所引起，它会使血管舒张剂——一氧化氮于阴茎小樑动脉和平滑肌内的浓度上升。动脉舒张会令阴茎海绵体和尿道海绵体充血，不过后者的充血程度相对较低；同时和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。人类的勃起相对于其他动物更为依赖第二信号系统，它会在没有对性感