Erekce je výsledkem poměrně složitého procesu, na kterém se podílí nervový, cévní a hormonální systém. Při vzrušení muže jsou podněty zpracovány v mozku a v míše, nervy pak vysílají vzruchy do cévního řečiště. V krátkém čase se pak nahrne velký objem krve do topořivých těles, která se tak naplňují a zvětšují. Současně se zúží průsvit žil, a tedy výrazně sníží odtok krve z penisu.

Tak dochází k ztopoření penisu. Erekce se pak udržuje až do výronu semene nebo po dobu sexuální stimulace. Poté dojde k obrácení tohoto procesu - tlak v penisu se sníží, krev odteče, penis ochabuje a vrací se do klidové fáze. Během pohlavního vzrušení se zrychluje srdeční puls a zvyšuje krevní tlak, prohlubuje se dýchání a tvrdnou a vztyčují se prsní bradavky.

Dosáhne-li sexuální vzrušení vrcholu, dojde ke stahům chámovodu a spermie z nadvarlete se spolu se sekretem prostaty dostávají do močové trubice. Při následné ejakulaci svaly hráze vypudí rytmickými stahy sperma z močové trubice.