Podczas seksualnego podniecenia członek wypełnia się krwią, pęcznieje, staje się twardy i prosty. Ten mechanizm erekcji natura „wynalazła" po to, by klucz i zamek - kobieta i mężczyzna - pasowały do siebie, by się mogli zjednoczyć. Nie wyjaśniono jeszcze do końca mechanizmów erekcji- Wiadomo tylko, że chodzi o skomplikowany odruch, sterowany przez system nerwowy. Wywołuje go fantazja lub dotknięcie - albo też obydwa te czynniki; niekiedy jednak jest odruchem całkowicie mimowolnym. Patrząc z biologicznego punktu widzenia, erekcja jest odruchem mimowolnym. Nie jest kwestią woli, czy penis się wyprostuje czy nie. Z tego względu penis ma swoje „niekorum-powalne i samodzielne stanowisko". Większość mężczyzn doświadcza - poza erekcją seksualną - również erekcji spontanicznej, której przyczyny nie są znane: dochodzi do niej przede wszystkim po przebudzeniu się lub przy noszeniu dużych ciężarów; również podczas oddawania kału lub przy silnym parciu na pęcherz członek może wyprężyć się z przyczyn biologicznie nie znanych. Z drugiej strony, kurczy się na chłodzie, przy ciężkim wysiłku fizycznym, jak na przykład podczas uprawiania sportu wyczynowego albo w sytuacjach niebezpiecznych. Penis zmniejsza się też wraz z wiekiem.
Części mózgu regulujące podniecenie seksualne znajdują się w sąsiedztwie centrum rejestrującego dobre samopoczucie. Gdy dotrą tam sygnały - na przykład po przetworzeniu pieszczot lub bodźców wizualnych - wówczas rozpoczyna się wydzielanie hormonów, m.in. hormonu ACTH (adrenokortykotropowy), otwierającego śluzę do centrum rozkoszy. Od wydzielania testosteronu w jądrach zależy również odpowiedni nastrój mężczyzny - jądra powiększają się nieco w takiej sytuacji. Nie rozwiązano jeszcze wielu zagadek, na przykład tej, dlaczego krew pozostaje podczas erekcji w członku, zamiast powrócić do organizmu. Zanim dojdzie do erekcji, naczynia krwionośne penisa otrzymują dwa polecenia: tak zwane impulsy parasympatyczne prowadzą do rozszerzania się naczyń arterialnych i otwarcia arterialnych zastawek, by jak najwięcej krwi napłynęło do trzech cylina «rznvch ciał gąbczastych penisa. Penis wydłuża się reża dzięki temu, że otoczone mocną osłonką ciała 1 "bczaste wypełniają się krwią. Za prawidłowe ciśnienie gdpowiadają między innymi kończące się u nasady peni-° moCIle mięśnie miednicowe (zwieracze), które reagują Sa bodźce rytmicznym zsuwaniem się. Za utrzymanie wzwodu odpowiedzialny jest system zaporowy w formie zastawek żylnych, pobudzany odpowiednim unerwieniem naczyń. Impulsy parasympatyczne, które to wszystko powodują, aktywizują także mięśnie wyrzucające spermę przez moczowód, a więc dzięki nim odbywa się ejakulacja. Podobnie jak u kobiety, proces podniecenia seksualnego u mężczyzny przebiega w kilku fazach. Podczas fazy podniecenia, która może trwać od kilku minut do kilku godzin, dochodzi do silniejszego naprężenia mięśni nóg i rąk i do lekkiego podniesienia poziomu ciśnienia krwi, a więc serce mężczyzny bije silniej w łóżku. Moszna się ściąga, jej skóra ulega zgrubieniu. Jądra się powiększają i wędrują do góry. Naukowcy stwierdzili, że prawie u jednej czwartej mężczyzn podczas miłości czerwieni się skóra na całym ciele. U dwu trzecich tężeją brodawki piersiowe.
