Selon les dernières études scientifiques, l’excitation sexuelle traverserait 4 phases : Cette dernière phase peut elle-même être composée de différentes composantes : imagerie mentale, mécanismes attentionnels, relationnels, etc. Ces différentes phases de l'excitation sexuelle peuvent par ailleurs interagir entre elles et n’interviennent pas nécessairement dans un ordre chronologique.  En fonction des stades de l’excitation, plusieurs zones du cerveau seront actives.  Malgré le développement de l’imagerie fonctionnelle, qui a permis de mettre en évidence les zones du cerveau propres lors des mécanismes de l’excitation sexuelle chez l’homme et la femme (hypothalamus, système limbique, etc..), la distinction précise entre une excitation mentale (subjective), une excitation physique et le désir sexuel reste encore floue.