วัฏจักรการตอบสนองทางเพศของมนุษย์ เป็นแบบจำลองที่แบ่งการตอบสนองทางสรีรวิทยาต่อสิ่งเร้าทางเพศออกเป็นสี่ระยะตามลำดับ ได้แก่ ระยะเร้าอารมณ์ (excitement phase) ระยะราบเรียบ (plateau phase) ระยะเสียวสุดยอด (orgasmic phase) และระยะคลี่คลาย (resolution phase) แบบจำลองทางสรีรวิทยานี้ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยวิลเลียม เอช. มาสเตอร์ส และเวอร์จิเนีย อี. จอห์นสัน ในนิพนธ์ Human Sexual Response ซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1966 นับตั้งแต่นั้นมา นักวิชาการหลายท่านได้พัฒนาแบบจำลองอื่น ๆ เกี่ยวกับการตอบสนองทางเพศของมนุษย์ขึ้นมาเพิ่มเติม พร้อมทั้งวิพากษ์วิจารณ์ข้อจำกัดหรือความคลาดเคลื่อนบางประการของแบบจำลองวัฏจักรการตอบสนองทางเพศดั้งเดิมนี้ ระยะเร้าอารมณ์ ระยะเร้าอารมณ์ (excitation phase หรือที่เรียกอีกชื่อว่า arousal phase หรือ initial excitement phase) เป็นระยะเริ่มต้นของวัฏจักรการตอบสนองทางเพศของมนุษย์ ซึ่งเกิดขึ้นจากสิ่งเร้าทางกายภาพหรือจิตใจที่มีลักษณะเร้าอารมณ์ เช่น การจูบ การเล้าโลม การจินตนาการ หรือการรับชมภาพเร้าอารมณ์ โดยสิ่งเร้าเหล่านี้นำไปสู่การเกิดอารมณ์ทางเพศ ในระยะนี้ ร่างกายจะเริ่มเตรียมความพร้อมสำหรับการร่วมเพศ ซึ่งจะนำไปสู่ระยะถัดไป คือระยะราบเรียบ ทั้งนี้ ความชอบเกี่ยวกับความยาวของช่วงเล้าโลม และวิธีการกระตุ้นที่ใช้มีความหลากหลายอย่างมากในแต่ละสังคมและวัฒนธรรม ปฏิสัมพันธ์ทั้งทางร่างกายและอารมณ์ รวมถึงการกระตุ้นบริเวณที่ไวต่อความรู้สึก (erogenous zones) มักมีบทบาทสำคัญในการก่อให้เกิดการเร้าอารมณ์เบื้องต้น ระยะเร้าอารมณ์ในทั้งสองเพศ ในทั้งสองเพศ ระยะเร้าอารมณ์มีลักษณะทางสรีรวิทยาที่คล้ายคลึงกัน โดยมีอัตราการเต้นของหัวใจและการหายใจเพิ่มขึ้น รวมถึงความดันเลือดที่สูงขึ้น จากการสำรวจในปี ค.ศ. 2006 พบว่า การกระตุ้นโดยตรงที่บริเวณหัวนมก่อให้เกิดหรือเพิ่มระดับการเร้าอารมณ์ในผู้หญิงวัยรุ่นประมาณร้อยละ 82 และในผู้ชายวัยรุ่นประมาณร้อยละ 52 ขณะที่มีเพียงประมาณร้อยละ 7–8 เท่านั้นที่รายงานว่าการกระตุ้นดังกล่าวทำให้ความเร้าอารมณ์ลดลง อีกหนึ่งปรากฏการณ์ทางสรีรวิทยาที่พบได้ในช่วงระยะนี้คือ การคั่งของเลือดในผิวหนัง (vasocongestion) ซึ่งแสดงออกเป็นลักษณะที่เรียกว่า sex flush หรือ 'ผิวแดง' โดยพบในผู้หญิงประมาณร้อยละ 50–75 และในผู้ชายราวร้อยละ 25 ความถี่ของการเกิดผิวแดงมักเพิ่มขึ้นในสภาพอากาศอบอุ่น และอาจไม่ปรากฏเลยในอุณหภูมิที่เย็น ในผู้หญิง อาการผิวแดงมักเริ่มจากการเกิดจุดสีชมพูใต้เต้านม ก่อนที่รอยแดงจะกระจายไปยังเต้านม ลำตัว ใบหน้า มือ ฝ่าเท้า และในบางรายอาจปรากฏทั่วร่างกาย การคั่งของเลือดยังมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีบริเวณอวัยวะเพศหญิง เช่น ปุ่มกระสันและผนังช่องคลอดที่มักมีสีเข้มขึ้นระหว่างเกิดอารมณ์ทางเพศ ในผู้ชาย อาการผิวแดงมีลักษณะการกระจายตัวของสีผิวที่ไม่สม่ำเสมอเท่ากับเพศหญิง โดยมักเริ่มที่บริเวณยอดอก ก่อนจะกระจายไปยังหน้าอก คอ ใบหน้า หน้าผาก แผ่นหลัง และในบางรายอาจลามไปถึงหัวไหล่และปลายแขน รอยแดงเหล่านี้มักจางหายไปหลังถึงความเสียวสุดยอดทางเพศ แต่ในบางกรณีอาจใช้เวลาถึงสองชั่วโมง พร้อมกับเกิดเหงื่อออกอย่างมากในบางราย โดยรอยแดงจะค่อย ๆ จางหายตามลำดับย้อนกลับจากที่มันปรากฏขึ้น ในช่วงระยะเร้าอารมณ์นี้ ยังพบว่าเกิดการเพิ่มขึ้นของ โทนกล้ามเนื้อ (ไมโอโทเนีย) ทั้งแบบสมัครใจและไม่สมัครใจในกลุ่มกล้ามเนื้อบางส่วนของร่างกายในทั้งสองเพศ และในบางราย กล้ามเนื้อหูรูดทวารหนักด้านนอกอาจหดเกร็งแบบสุ่มเมื่อตอบสนองต่อการสัมผัส หรือในบางกรณีก็เกิดขึ้นในช่วงถึงจุดสุดยอดโดยไม่ต้องมีการสัมผัสโดยตรง ระยะเร้าอารมณ์ในเพศชาย ในเพศชาย จุดเริ่มต้นของระยะเร้าอารมณ์แสดงออกอย่างชัดเจนผ่านการแข็งตัวขององคชาต ซึ่งอาจเกิดขึ้นแบบกึ่งแข็งตัวเต็มที่หรือเต็มที่ ภายในเวลาเพียงไม่กี่วินาทีหลังได้รับสิ่งเร้าทางเพศ การแข็งตัวนี้อาจลดลงและกลับมาใหม่ได้เป็นระยะ ๆ หากระยะเร้าอารมณ์ยืดเยื้อ ในระยะนี้ อัณฑะทั้งสองข้างจะถูกดึงตัวสูงขึ้นใกล้บริเวณฝีเย็บอย่างเห็นได้ชัด โดยเฉพาะในผู้ชายที่ผ่านการขริบหนังหุ้มปลายองคชาต ซึ่งมีพื้นที่ของผิวหนังน้อยลง ทำให้การขยับของโครงสร้างผิวหนังรอบองคชาตในระหว่างการแข็งตัวจำกัดมากกว่าในผู้ที่ไม่ได้ขลิบ นอกจากนี้ ถุงอัณฑะ จะมีการหดเกร็งและผนังหนาขึ้นในระหว่างกระบวนการแข็งตัว ระยะเร้าอารมณ์ในเพศหญิง ในเพศหญิง ระยะเร้าอารมณ์อาจกินเวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง กระบวนการหลักในช่วงนี้คือการเกิดการคั่งเลือด ซึ่งเป็นภาวะที่หลอดเลือดในบริเวณอวัยวะเพศขยายตัวและมีเลือดไหลเวียนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปุ่มกระสัน แคมเล็ก และช่องคลอด เกิดอาการบวมเล็กน้อย กล้ามเนื้อรอบปากช่องคลอดจะเริ่มหดรัดแน่นขึ้น ขณะที่มดลูกจะถูกยกตัวสูงขึ้นและขยายขนาดเล็กน้อย ผนังช่องคลอดจะเริ่มหลั่งสารหล่อลื่น นอกจากนี้ เต้านมจะขยายตัวขึ้นเล็กน้อยและจะมีลักษณะแข็งตัวและตั้งชัน ระยะราบเรียบ ระยะราบเรียบ คือช่วงของความเร้าอารมณ์ทางเพศที่เกิดขึ้นก่อนการถึงความเสียวสุดยอดทางเพศ ในช่วงนี้ ทั้งในเพศชายและเพศหญิงจะมีอัตราการไหลเวียนโลหิตเพิ่มขึ้น ความดันโลหิตสูงขึ้น หัวใจเต้นเร็วขึ้น และระบบหายใจยังคงอยู่ในระดับที่สูงกว่าปกติ การอยู่ในระยะราบเรียบเป็นเวลานานโดยไม่มีความคืนหน้าที่จะนำไปสู่ระยะเสียวสุดยอด อาจทำให้เกิดความผิดหวังทางเพศได้ ระยะราบเรียบในเพศชาย ในช่วงระยะราบเรียบของเพศชาย จะเกิดการหดเกร็งของหูรูดท่อปัสสาวะ ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ปัสสาวะไหลออกมาผสมกับน้ำอสุจิ และยังป้องกันภาวะการหลั่งย้อนกลับ ที่น้ำอสุจิย้อนเข้าสู่กระเพาะปัสสาวะแทนที่จะออกนอกร่างกาย และกล้ามเนื้อบริเวณฐานขององคชาตเริ่มหดตัวเป็นจังหวะอย่างสม่ำเสมอ ในบางรายอาจเริ่มมีการหลั่งของของเหลวที่เรียกว่าน้ำหล่อลื่น และอัณฑะจะถูกดึงให้เข้าใกล้ร่างกายมากขึ้น ระยะราบเรียบในเพศหญิง ในเพศหญิง ระยะราบเรียบถือเป็นการดำเนินต่อจากการเปลี่ยนแปลงในระยะเร้าอารมณ์ ปุ่มกระสันจะมีความไวต่อสัมผัสมากขึ้นจนถึงระดับที่อาจเกิดการหดตัว ต่อมบาร์โทลินจะหลั่งสารหล่อลื่นออกมาเพิ่มขึ้น เยื่อบุช่องคลอดส่วนหนึ่ง โดยเฉพาะบริเวณหนึ่งในสามส่วนปลายของช่องคลอด จะเกิดการบวมและบีบรัด กล้ามเนื้อพูโบค็อคไคเจอุส จะหดเกร็งอย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกรวมเรียกโดยมาสเตอร์สและจอห์นสันว่า แท่นจุดสุดยอด (orgasmic platform) ระยะเสียวสุดยอด ความเสียวสุดยอดทางเพศเป็นประสบการณ์ทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นได้ทั้งในเพศชายและเพศหญิง และถือเป็นการสิ้นสุดของระยะราบเรียบในวัฏจักรการตอบสนองทางเพศ ช่วงเวลาดังกล่าวมาพร้อมกับวงจรการหดตัวของกล้ามเนื้ออย่างรวดเร็วในกล้ามเนื้อบริเวณอุ้งเชิงกรานส่วนล่าง ซึ่งครอบคลุมทั้งทวารหนักและอวัยวะสืบพันธุ์หลัก การถึงจุดสุดยอดมักสัมพันธ์กับปฏิกิริยาอัตโนมัติอื่น ๆ เช่น การเปล่งเสียงโดยไม่ตั้งใจ การกระตุกของกล้ามเนื้อในบริเวณอื่นของร่างกาย และภาวะเคลิ้มสุข อัตราการเต้นของหัวใจจะเพิ่มสูงขึ้นจากระยะก่อนหน้า ในบางแนวปฏิบัติ เช่น การร่วมเพศตามแนวตันตระ อาจมีเป้าหมายในการลดทอนความสำคัญของการบรรลุจุดสุดยอด แทนที่จะมุ่งเน้นที่การถึงจุดสุดยอดซึ่งโดยทั่วไปถือเป็นเป้าหมายหลักของการมีเพศสัมพันธ์ ระยะเสียวสุดยอดในเพศชาย ในเพศชาย ความเสียวสุดยอดทางเพศมักจะเกี่ยวข้องกับการหลั่งน้ำอสุจิ โดยแต่ละครั้งของการหลั่งจะมาพร้อมกับการเกิดการกระตุกอย่างต่อเนื่องของความสุขทางเพศ โดยเฉพาะบริเวณองคชาตและพื้นที่รอบข้าง อาจมีความรู้สึกอื่น ๆ ที่รู้สึกได้อย่างชัดเจนในบริเวณกระดูกสันหลังส่วนล่างหรือหลังส่วนล่าง การกระตุกครั้งแรกและครั้งที่สองมักจะมีความรู้สึกที่รุนแรงที่สุดและผลิตน้ำอสุจิจำนวนมากที่สุด หลังจากนั้น การหดตัวของกล้ามเนื้อจะมีปริมาณน้ำอสุจิที่ลดลงและมีความรู้สึกความสุขที่น้อยลง ระยะเสียวสุดยอดในเพศหญิง ในเพศหญิง ความเสียวสุดยอดทางเพศมักจะทำให้เกิดการหดตัวของมดลูกและช่องคลอด การถึงจุดสุดยอดในผู้หญิงสามารถแตกต่างกันไปได้ในแต่ละบุคคล โดยทั่วไปจะสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของสารหล่อลื่นในช่องคลอด การหดตัวของผนังช่องคลอด และความสุขโดยรวม สำหรับผู้หญิงบางคน อาจมีโอกาสในการหลั่งน้ำจากช่องคลอดเกิดขึ้นได้ด้วย ระยะคลี่คลาย ระยะคลี่คลายเกิดขึ้นหลังจากการถึงจุดสุดยอด และช่วยให้กล้ามเนื้อผ่อนคลาย ความดันโลหิตลดลง และร่างกายจะช้าลงจากระยะเร้าอารมณ์อีกครั้ง ระยะนี้มักจะรวมถึงช่วงเวลาที่เรียกว่า ระยะดื้อ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่โดยปกติแล้วเพศชายไม่สามารถถึงจุดสุดยอดได้อีกในระยะเวลาหนึ่ง แม้ว่าผู้หญิงก็สามารถประสบกับระยะดื้อนี้ได้เช่นกัน ระยะคลี่คลายในเพศชาย ตามการศึกษาของมาสเตอร์สและจอห์นสัน การกลับสู่ภาวะปกติขององคชาตเกิดขึ้นเป็นสองระยะ โดยในระยะแรก องคชาตจะลดลงจากสภาพแข็งตัวกลับมาอยู่ที่ประมาณร้อยละ 50 ของขนาดขณะอ่อนตัวตามปกติ ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างระยะดื้อ ส่วนในระยะที่สอง (หลังจากระยะดื้อสิ้นสุดลง) องคชาตจะลดขนาดลงอีกจนกลับเข้าสู่สภาพอ่อนตัวตามปกติโดยสมบูรณ์ โดยทั่วไป เพศชายจะไม่สามารถถึงจุดสุดยอดอีกครั้งได้ในช่วงระยะดื้อ มาสเตอร์สและจอห์นสันระบุว่า จำเป็นต้องสิ้นสุดระยะดื้อก่อนที่เพศชายจะสามารถเกิดความเร้าอารมณ์ทางเพศได้อีกครั้ง แม้ว่าการมีจุดสุดยอดหลายครั้งติดต่อกันในเพศชายจะเกิดได้ยากเนื่องจากมีระยะดื้อ แต่มีรายงานว่าผู้ชายบางรายสามารถถึงจุดสุดยอดหลายครั้งติดต่อกันได้ โดยเฉพาะในกรณีที่ไม่มีการหลั่งอสุจิ จุดสุดยอดหลายครั้งมักพบได้บ่อยกว่าในเพศชายที่อายุน้อย เมื่อเทียบกับผู้ชายวัยกลางคนหรือสูงวัย โดยในผู้ชายวัยหนุ่ม ระยะดื้ออาจใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที ในขณะที่ผู้ชายสูงวัยอาจใช้เวลานานกว่าหนึ่งชั่วโมง ระยะคลี่คลายในเพศหญิง จากการศึกษาของมาสเตอร์สและจอห์นสัน ผู้หญิงมีความสามารถในการถึงจุดสุดยอดอีกครั้งได้อย่างรวดเร็ว หากได้รับการกระตุ้นอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้สามารถมีจุดสุดยอดได้หลายครั้งภายในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยทั่วไป มีรายงานว่าเพศหญิงไม่มีระยะดื้อเหมือนกับเพศชาย ซึ่งทำให้สามารถถึงจุดสุดยอดได้อีกครั้ง หรือหลายครั้ง หลังจากถึงจุดสุดยอดครั้งแรก อย่างไรก็ตาม บางแหล่งข้อมูลให้ความเห็นว่า ทั้งเพศชายและเพศหญิงต่างก็มีระยะดื้อในลักษณะใดลักษณะหนึ่งเช่นกัน เนื่องจากบางครั้งเพศหญิงก็อาจมีช่วงเวลาหลังการถึงจุดสุดยอดที่ไม่สามารถกระตุ้นให้เกิดความเร้าอารมณ์ได้อีกในทันที สำหรับผู้หญิงบางคน ปุ่มกระสันจะไวต่อความรู้สึกอย่างมากหลังถึงจุดสุดยอด และการกระตุ้นต่อเนื่องในทันทีอาจทำให้รู้สึกเจ็บหรือไม่สบาย อย่างไรก็ตาม จุดสุดยอดในครั้งถัดไปมักมีความรู้สึกเข้มข้นมากขึ้นหรือให้ความพึงพอใจสูงขึ้น อันเนื่องมาจากการสะสมของการกระตุ้นทางเพศ ความเหมือนและแตกต่างระหว่างเพศ มาสเตอร์สและจอห์นสันให้เหตุผลว่า แม้จะมีความแตกต่างเล็กน้อย การตอบสนองทางเพศของทั้งเพศชายและเพศหญิงนั้นมีพื้นฐานร่วมกันที่คล้ายคลึงกันโดยหลักการ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยหลายรายได้โต้แย้งว่ามีความแตกต่างระหว่างชายและหญิงอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของกระบวนการตอบสนองทางเพศ มาสเตอร์สและจอห์นสันเสนอแบบจำลองการตอบสนองทางเพศหนึ่งแบบสำหรับเพศชาย แต่เสนอถึงสามแบบสำหรับเพศหญิง พวกเขาระบุว่าการตอบสนองของเพศชายแตกต่างกันเพียงในด้านระยะเวลา ดังนั้นการนำเสนอหลายแบบจำลองสำหรับผู้ชายจึงไม่มีความจำเป็น เนื่องจากจะซ้ำซ้อน แต่ในทางกลับกัน การตอบสนองของเพศหญิงสามารถแตกต่างกันได้ทั้งในด้านความเข้มข้นและระยะเวลา ความหลากหลายนี้อาจก่อให้เกิดปัญหาในเชิงทฤษฎี เนื่องจากนักจิตวิทยาได้ให้ข้อสังเกตว่า ไม่ใช่ทุกคนที่จะเข้ากับแบบจำลองที่มาสเตอร์สและจอห์นสันเสนอ เช่น กรณีที่พบว่าผู้หญิงส่วนใหญ่ไม่สามารถถึงจุดสุดยอดได้ระหว่างการร่วมเพศแบบสอดใส่ มาสเตอร์สและจอห์นสันยังเปรียบเทียบว่าการแข็งตัวขององคชาตในเพศชายเทียบได้กับการที่ช่องคลอดของเพศหญิงมีการหล่อลื่นในระยะเร้าอารมณ์ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยอย่างรอย เลวินได้แย้งว่าการเปรียบเทียบนี้ไม่ถูกต้องในทางกายวิภาค เพราะอวัยวะที่เทียบเคียงกันโดยตรงคือปุ่มกระสันของเพศหญิงกับองคชาตของเพศชาย ดังนั้น การบวมขยายของปุ่มกระสันจึงน่าจะเทียบได้กับการแข็งตัวขององคชาตในทางชีววิทยาอย่างแม่นยำกว่า อีกประเด็นหนึ่งที่ได้รับความสนใจทางวิชาการคือ ความไม่สอดคล้องกันระหว่างการเร้าอารมณ์ทางเพศในเชิงอัตวิสัยกับการตอบสนองของอวัยวะเพศ งานวิจัยของเมเรดิท แอล. ชิเวอร์ส และเจ. ไมเคิล เบลีย์ แสดงให้เห็นว่า เพศชายมักแสดงรูปแบบการมีอารมณ์ทางเพศที่มีลักษณะจำเพาะต่อกลุ่ม กล่าวคือ พวกเขาจะเกิดการเร้าอารมณ์ทางเพศจากเพศที่ตนชื่นชอบหรือมีความต้องการโดยตรง ในทางตรงกันข้าม เพศหญิงกลับแสดงลักษณะไม่จำเพาะต่อกลุ่ม โดยที่อวัยวะเพศของพวกเธอมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่หลากหลาย ทั้งที่ตรงกับความชอบทางเพศและไม่ตรง แม้ว่าผู้หญิงจะรายงานว่าตนมีความรู้สึกเร้าอารมณ์เมื่อดูภาพกิจกรรมทางเพศระหว่างชายและหญิง ซึ่งตรงกับความชอบส่วนตัว แต่อวัยวะเพศของพวกเธอก็ยังตอบสนองทางสรีรวิทยาต่อภาพกิจกรรมทางเพศระหว่างชายกับชาย หญิงกับหญิง และแม้กระทั่งระหว่างสัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์ด้วย โดยสรุป แบบจำลองการตอบสนองทางเพศของมาสเตอร์สและจอห์นสัน ดูเหมือนจะสามารถอธิบายกระบวนการตอบสนองทางเพศของเพศชายได้อย่างแม่นยำมากกว่าเพศหญิง การวิจารณ์ มีการดำเนินงานวิจัยจำนวนมากที่อิงจากแบบจำลองการตอบสนองทางเพศของมาสเตอร์สและจอห์นสัน อย่างไรก็ดี มีการค้นพบความคลาดเคลื่อนในคำอธิบายบางประการของแต่ละระยะในวัฏจักรการตอบสนองทางเพศ ตัวอย่างเช่น รอย เลวิน ได้ชี้ให้เห็นถึงประเด็นที่แบบจำลองนี้ละเลยไว้บางส่วน ประการแรก มาสเตอร์สและจอห์นสันระบุว่า มีเพียงช่องคลอดเท่านั้นที่มีการหล่อลื่นในระยะเร้าอารมณ์ แต่เลวินแย้งว่า แคมก็สามารถผลิตสารหล่อลื่นได้เช่นกัน นอกจากนี้ เขายังเสนอหลักฐานวิจัยที่ระบุว่า สัญญาณทางสรีรวิทยาแรกสุดของการเร้าอารมณ์ในเพศหญิงคือ การเพิ่มขึ้นของปริมาณเลือดที่ไหลเวียนไปยังช่องคลอด ไม่ใช่การหล่อลื่นตามที่แบบจำลองได้อธิบายไว้ เลวินยังได้หักล้างข้อมูลเกี่ยวกับการตอบสนองทางเพศในเพศชายที่มาสเตอร์สและจอห์นสันเสนอไว้ด้วย โดยแบบจำลองระบุว่าความพึงพอใจทางเพศสัมพันธ์เชิงบวกกับปริมาณของน้ำอสุจิที่หลั่งออกมา แต่การศึกษาของโรเซนเบิร์ก แฮซซาร์ด ทอลล์แมน และโอห์ล ซึ่งใช้แบบสอบถามในกลุ่มผู้ชาย กลับพบว่า ชายส่วนใหญ่รายงานว่าความสุขทางกายสัมพันธ์นั้นสัมพันธ์กับความแรงของการหลั่งมากกว่าปริมาณของของเหลวที่ปล่อยออกมา นอกจากนี้ ยังมีนักวิจัยบางรายค้นพบว่า เพศชายบางคนสามารถมีจุดสุดยอดได้หลายครั้ง ซึ่งขัดแย้งกับสิ่งที่มาสเตอร์สและจอห์นสันเคยรายงานไว้ นักวิจัยบางกลุ่มยังได้วิพากษ์วิจารณ์ว่า มาสเตอร์สและจอห์นสันนิยามการตอบสนองทางเพศไว้แคบเกินไป โดยพิจารณาเฉพาะในแง่สรีรวิทยา เช่น เอเวอแรร์ดและลาน ได้แสดงหลักฐานว่า การเร้าอารมณ์ทางเพศสามารถนิยามได้ในฐานะภาวะทางอารมณ์ทั้งในชายและหญิง ขณะเดียวกัน งานวิจัยอื่น ๆ ก็ยืนยันว่า การตอบสนองทางเพศในผู้หญิงมีความไม่สอดคล้องกันระหว่างความรู้สึกเร้าอารมณ์ในเชิงอัตวิสัย กับการตอบสนองของอวัยวะเพศ โรสแมรี แบสซอน ยังเสนออีกว่า แบบจำลองของมาสเตอร์สและจอห์นสันไม่สามารถอธิบายการตอบสนองทางเพศของผู้หญิงได้อย่างครอบคลุม โดยเฉพาะในกรณีของผู้หญิงที่มีความสัมพันธ์ระยะยาว แบบจำลองอื่น ไม่นานหลังจากที่มาสเตอร์สและจอห์นสันตีพิมพ์ผลงานเกี่ยวกับวัฏจักรการตอบสนองทางเพศของมนุษย์ ก็มีนักวิชาการจำนวนหนึ่งออกมาวิพากษ์วิจารณ์แบบจำลองของทั้งสองคน ตัวอย่างเช่น เฮเลน ซิงเงอร์ แคปแลน แย้งว่าแบบจำลองของมาสเตอร์สและจอห์นสันพิจารณาการตอบสนองทางเพศจากมุมมองทางสรีรวิทยาเพียงด้านเดียว โดยมิได้คำนึงถึงปัจจัยทางจิตวิทยา อารมณ์ และการรับรู้ด้วย ดังนั้นเธอจึงเสนอแบบจำลองของตนเอง ซึ่งประกอบด้วย 3 ระยะ ได้แก่ ระยะปรารถนา ระยะเร้าอารมณ์ และระยะจุดสุดยอด โดยเธอให้เหตุผลว่า แม้ทั้งสามระยะจะมีความเชื่อมโยงกัน แต่ก็เกี่ยวข้องกับกลไกทางประสาทสรีรวิทยาที่แตกต่างกัน ในทำนองเดียวกัน พอล โรบินสัน ได้เสนอแนะว่า ระยะเร้าอารมณ์และระยะราบเรียบ แท้จริงแล้วคือระยะเดียวกัน โดยเขาวิจารณ์ว่าแบบจำลองของมาสเตอร์สและจอห์นสันขาดความชัดเจนในการกำหนดจุดสิ้นสุดของระยะเร้าอารมณ์และจุดเริ่มต้นของระยะราบเรียบ อีกหนึ่งแบบจำลองที่ได้รับการเสนอคือ แบบจำลองแรงจูงใจเชิงสิ่งเร้า (incentive-motivation model) ซึ่งอธิบายว่าความต้องการทางเพศเกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบตอบสนองทางเพศที่มีความไวต่อสิ่งเร้า กับสิ่งเร้าที่ปรากฏอยู่ในสภาพแวดล้อม นักวิจัยที่สนับสนุนแบบจำลองนี้แย้งว่า ความต้องการทางเพศมิได้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ ตรงกันข้าม แบบจำลองนี้เสนอว่า บุคคลมิได้มีเพศสัมพันธ์เพราะรู้สึกต้องการทางเพศ แต่กลับกัน บุคคลรู้สึกต้องการทางเพศเพราะได้มีเพศสัมพันธ์แล้ว โรสแมรี แบสซอน (Rosemary Basson) ได้เสนอแบบจำลองทางเลือกของการตอบสนองทางเพศ โดยเธอให้เหตุผลว่า แบบจำลองเชิงเส้นสามารถอธิบายการตอบสนองทางเพศของผู้ชายได้ดี แต่ไม่เหมาะสมในการอธิบายการตอบสนองของผู้หญิง ดังนั้นเธอจึงเสนอแบบจำลองเชิงวงกลมขึ้นมาแทน แบสซอนอธิบายว่า ความใกล้ชิดหรือความผูกพันกับคู่นอนส่งผลให้การกระตุ้นทางเพศมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเกิดความเร้าอารมณ์ทางเพศที่เพิ่มขึ้น และอาจนำไปสู่การถึงจุดสุดยอดได้ ในทางกลับกัน ความเร้าอารมณ์ทางเพศที่เกิดขึ้นในเชิงบวกนี้ จะช่วยคงไว้ซึ่งความปรารถนาทางเพศของผู้หญิง และความปรารถนาดังกล่าวยังช่วยส่งเสริมความสนิทสนมระหว่างคู่รักอีกด้วย อย่างไรก็ตาม นักวิจัยบางรายได้พยายามประเมินการทำงานทางเพศของผู้หญิงโดยอิงตามแบบจำลองใหม่นี้ แต่กลับพบผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกัน ตัวอย่างเช่น ในงานวิจัยของกิลส์และแมคเคบ พบว่า แบบจำลองเชิงเส้นสามารถทำนายการทำงานทางเพศ (และความบกพร่องทางเพศ) ของผู้หญิงได้ดี ขณะที่แบบจำลองเชิงวงกลมกลับไม่สามารถทำนายได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ดี เมื่อมีการปรับเปลี่ยนเส้นทางความสัมพันธ์ภายในแบบจำลองแล้ว แบบจำลองเชิงวงกลมจึงกลายเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการทำนายการทำงานทางเพศ ในอีกงานศึกษาหนึ่งซึ่งมุ่งเน้นกลุ่มผู้หญิงชาวมาเลเซีย นักวิจัยพบว่า แบบจำลองเชิงวงกลมนั้นสามารถทำนายความปรารถนาและความเร้าอารมณ์ทางเพศของผู้หญิงได้อย่างเหมาะสม อย่างไรก็ดี ยังจำเป็นต้องมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมในประเด็นนี้เพื่อยืนยันว่าแบบจำลองเชิงวงกลมนั้นสามารถอธิบายการตอบสนองทางเพศของผู้หญิงได้แม่นยำมากกว่ารูปแบบอื่น ความผิดปกติทางเพศ วัฏจักรการตอบสนองทางเพศของมนุษย์ได้กลายเป็นรากฐานสำคัญในการศึกษาและจำแนกความผิดปกติทางเพศในทั้งชายและหญิง โดยทั่วไปความผิดปกติทางเพศสามารถจำแนกออกเป็น 4 กลุ่มหลัก ได้แก่ ความผิดปกติของความปรารถนาทางเพศ ความผิดปกติของความเร้าอารมณ์ทางเพศ ความผิดปกติในการถึงความเสียวสุดยอด ความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความเจ็บปวดขณะมีเพศสัมพันธ์ การจำแนกเหล่านี้ยังคงได้รับการใช้อ้างอิงในคู่มือวินิจฉัยและสถิติของความผิดปกติทางจิต ฉบับคู่มือการวินิจฉัยและสถิติสำหรับความผิดปกติทางจิต อย่างไรก็ตาม งานวิจัยในระยะหลังชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องมีการปรับปรุงแบบจำลองปัจจุบันของวัฏจักรการตอบสนองทางเพศ เพื่อให้สามารถวินิจฉัยและรักษาความผิดปกติทางเพศได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น หนึ่งในเหตุผลหลักคือ ความผิดปกติทางเพศในผู้หญิงมักมีลักษณะทับซ้อนกัน ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาหนึ่งพบว่า ผู้ป่วยหญิงที่ได้รับการวินิจฉัยว่ามีภาวะความปรารถนาทางเพศลดลง (HSDD) ร้อยละ 41 มีความผิดปกติทางเพศอื่นร่วมด้วยอย่างน้อยหนึ่งประเภท และร้อยละ 18 มีความผิดปกติในทั้งสามหมวด ได้แก่ ความปรารถนา ความเร้าอารมณ์ และการถึงจุดสุดยอด อีกประเด็นหนึ่งที่สำคัญคือ ความไม่สอดคล้องกันระหว่างความต้องการทางเพศและความเร้าอารมณ์ในผู้หญิง จากการประเมินเชิงวิพากษ์เกี่ยวกับความผิดปกติของความเร้าอารมณ์ทางเพศในผู้หญิง (FSAD) โดยซินเทีย เกรแฮม พบว่า ผู้หญิงรายงานว่าลำดับของความต้องการและความเร้าอารมณ์ไม่ได้เป็นไปตามแบบจำลองของมาสเตอร์สและจอห์นสันเสมอไป กล่าวคือ บางครั้งอารมณ์ทางเพศเกิดขึ้นก่อนความต้องการทางเพศ ในขณะที่บางครั้งความต้องการเกิดขึ้นก่อนอารมณ์ทางเพศ เนื่องจากมีอัตราการเกิดร่วมกันในระดับสูงระหว่างภาวะความต้องการทางเพศลดลง (HSDD) และ FSAD เกรแฮมจึงเสนอให้รวมภาวะทั้งสองไว้ในหมวดเดียวกันภายใต้ชื่อ 'ความผิดปกติของความสนใจ/อารมณ์ทางเพศ' (Sexual Interest/Arousal Disorder) ฮาร์ตมันน์และคณะได้สรุปมุมมองของตนต่อแบบจำลองวงจรการตอบสนองทางเพศในปัจจุบัน และชี้ว่า 'ด้วยการเพียงแค่ขยายเกณฑ์ของ DSM-IV และระบบการจำแนกวัฏจักรการตอบสนองทางเพศแบบดั้งเดิม ย่อมไม่อาจนำไปสู่การจัดกลุ่มวินิจฉัยและชนิดย่อยที่สะท้อนปัญหาทางเพศของผู้หญิงในชีวิตจริงได้อย่างเพียงพอ' อ้างอิง