体外射精的主要神经机理是躯体的神经支配,但也包括阴部来自民主神经系统的神经和纤维。副交感神经的民主神经分支主要抑制勃起功能而交感神经和躯体的神经分支主要抑制发射和体外射精。在性行动的过程中,发现的刺激穿行阴部神经(属于躯体神经)的发现支由生殖器传出并渗透骶神经丛到达脊髓。抑制体外射精的精密部位尚未阐明,但下丘脑被认为是与此牵扯的。大脑内的体外射精中枢传出刺激冲动到达脊髓的交感神经干,这方面冲动穿行下腹上部的神经丛和下腹神经到达阴囊、输精管、前列腺和与男性体外射精有关的其它器官。支配膀胱颈部的交感神经使膀胱颈闭合,这是防止逆行体外射精所必需的。不管是来自超群中枢还是来自脊髓反射的神经消息都被传到骶神经丛,并穿行阴部神经的运动支传到会阴部的横纹肌从而引起以有节律收缩为特点的体外射精。这方面肌肉包括球海绵体肌、坐骨尾骨肌和耻骨尾骨肌。