大部分病因不明。继发性病因有:血栓栓塞性疾病(镰状细胞贫血,脂肪栓塞等),神经性疾病(脊髓损伤和病变,脊柱狭窄等),肿瘤(前列腺癌、肾癌等转移癌,白血病,黑色素瘤等),创伤(会阴或生殖器损伤等),感染或中毒(痢疾、狂犬病等),药物(抗抑郁药,α-肾上腺素能阻滞剂,抗凝剂等),全胃肠外营养,阴茎海绵体内注射血管活性剂等。低血流量型阴茎异常勃起是多种原因损害子阴茎勃起消退(detumescence)机制,其中包括神经介质过度分泌,小静脉回流受阻,海绵体内平滑肌长时间松弛,其结果是海绵体内压力持续保持在10.06~15.60kPa(80~120mmHg),并逐渐恶化,发展为缺血状态。缺血6~8小时出现疼痛。缺血程度和受累的导静脉数目与静脉闭塞时间长短有关。有实验研究表明,在缺氧状态下,海绵体平滑肌自主收缩力和张力均降低,对α-肾上腺素能激动剂也不能产生正常的收缩性反应。