当男孩子进入青春期时，随着男性激素分泌的增加，“性“开始觉醒，就可因有关性内容的听觉、视觉、嗅觉、触觉、以及思维、想象等刺激，兴奋大脑皮层，并通过脊髓的胸腰段勃起中枢传出，作用于阴茎海绵体，使动脉血管扩张，大量血液流入阴茎海绵体；静脉血管收缩，流出海绵体的血液减少。这样，血液便充分潴留在海绵体内丰富的血管和血窦中，使阴茎勃起。这种因视、听、想象而兴奋大脑皮层，又作用于阴茎产生的勃起叫做精神性勃起。另外，因局部的刺激，比如外生殖器受到触摸，走路时与短裤摩擦，或者直肠、膀胱受到刺激（如炎症），经骶部神经传至阴茎血管，也可以引起阴茎血管和血窦的充血，这种因局部直接受到刺激产生的勃起，叫做反射性勃起。
刚刚进入青春期的男孩子对性的刺激好奇，而且比成年人更为敏感，因此，往往较成年人更容易勃起，勃起的时间和频率也较成年人高。
无论是精神性还是反射性勃起，外来刺激解除之后，阴茎海绵体的动脉就收缩，静脉则开放，阴茎勃起潴留于阴茎内多余的血液就会流出，阴茎也恢复到常态，从而完成了一次阴茎从勃起到疲软的全过程。
1，凌晨三点至早上八点，睾丸大量分泌雄性激素，阴茎勃起。2，看色片色书，由于视觉文字刺激，雄性激素大量分泌造成阴茎变硬。3，在与女孩子亲热时，对方的身体直接刺激男生的性器官变硬。4，同性聊荤段子，脑子里联想到性交情景阴茎变硬。5，公共浴室里看到同性的器官在眼前晃来晃去，视觉刺激使阴茎变硬。
男性睡觉时阴茎勃起、变硬，属于正常生理反应。阴茎海绵体勃起主要是由血液供应充分造成的，当海绵体供血充足时阴茎就会勃起，海绵体供血不足时阴茎就会疲软。男性在睡眠时交感神经的兴奋性受到抑制，舒缩血管的功能会减弱，副交感神经的兴奋性增强，会使阴茎的血管舒张，阴茎血管舒张以后动脉血经过血液循环就会进入到海绵体内，使阴茎的海绵体血液充足，就会造成阴茎的勃起。正常男性通常一次勃起持续的时间大约在20分钟到半个小时左右。阴茎在夜间勃起的总时间会达到2个小时。
阴茎是由两个阴茎海绵体和一个尿道海绵体组成。阴茎海绵体被一层称为“白膜”的结缔组织所包裹。性生活时，阴茎勃起，海绵体的血流量变大，血量增加，可增加25倍。海绵体就好像是一个原来小小的汽球被吹涨起来，体积骤然增大，变得坚硬。
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