男性阴茎勃起主要是由神经、血管、内分泌等多种因素共同作用引起的。当男性受到性刺激时，比如视觉、触觉等方面的刺激，会通过神经传导将信号传递到相关部位，从而引发勃起。
神经因素主导
阴茎的神经支配： 阴茎有丰富的神经分布，包括来自脊髓的勃起神经和感觉神经等。当性刺激产生时，神经冲动会沿着特定的神经通路传导，启动勃起相关的生理过程。例如，躯体神经中的阴部神经等参与了阴茎勃起的感觉传导和控制。神经传导过程： 性刺激信号传入中枢神经系统后，会经过一系列的神经整合，然后通过副交感神经传出冲动，使阴茎海绵体的小动脉扩张，血流大量涌入海绵体，从而导致阴茎勃起。一般来说，这个神经传导过程能在较短时间内完成，通常在性刺激出现后的几秒到几分钟内就会有所反应。
血管因素支撑
海绵体血管结构： 阴茎海绵体由大量的血窦组成，血窦周围有平滑肌环绕。正常情况下，血窦处于收缩状态，血流较少。当勃起时，血管因素发挥关键作用。动脉方面，来自髂内动脉的阴茎动脉会扩张，使得更多的血液流入海绵体的血窦中；静脉方面，海绵体静脉会受压，减少血液流出，从而维持阴茎的勃起状态。例如，阴茎海绵体的动脉血流量在勃起时会显著增加，可达到平常的数倍之多。血流动力学变化： 当阴茎勃起时，海绵体的血流动力学发生明显改变。动脉流入量增加，而静脉回流减少，使得海绵体内的压力升高，阴茎得以勃起。如果血管出现问题，比如动脉狭窄、静脉漏等，就可能影响阴茎的正常勃起，导致勃起功能障碍等情况。
内分泌因素调节
雄激素的作用： 雄激素是影响男性阴茎勃起的重要内分泌因素。睾酮是主要的雄激素，它对维持男性的性征和正常的勃起功能有着重要意义。正常男性体内的睾酮水平会影响阴茎海绵体的结构和功能，维持勃起相关组织的正常代谢等。一般来说，成年男性体内睾酮水平保持在一定范围内，比如正常成年男性血清睾酮浓度在14~25.4nmol/L之间，这对于维持正常的阴茎勃起是必要的。如果睾酮水平过低，可能会导致勃起功能受到影响。其他激素的协同： 除了雄激素外，还有一些其他激素也参与调节阴茎勃起。例如，泌乳素、雌激素等也会在一定程度上影响勃起功能。泌乳素过高可能会抑制雄激素的分泌，从而间接影响勃起；雌激素如果相对过多，也可能对勃起产生不利影响。内分泌系统的平衡对于阴茎正常勃起至关重要，任何激素水平的异常都可能干扰勃起的正常过程。