尚未明晰，但可以肯定的是，它至少与神经与血管相关，例如镰刀型红血球疾病就被认为是病因之一。此外阴茎异常勃起还可能与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症有关，后者将导致烟醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸缺乏，继而形成一氧化氮，而一氧化氮被认为可能是阴茎异常勃起的成因之一。而腺苷水平提高会导致血管扩张，继而诱发阴茎异常勃起。针对镰刀型红血球疾病引起的阴茎异常勃起，高压氧疗法在一些患者身上取得过成效。一些狂犬病患者也曾出现阴茎异常勃起的症状。最常见的导致此病的药物是用于海绵窦内注射的药物，如罂粟硷和前列地尔。有记录的可诱发阴茎