Ao contrário do que parece, a ereção é um ato de relaxamento e não de contração muscular. Pode-se pensar uqe o pênis ereto é o pênis contraído. Pelo contrário: a ereção é um ato neurovascular, gerado por um estímulo, que pode ser no próprio pênis ou outro órgão sensitivo: olfato e visão, por exemplo. Esse estímulo causa um relaxamento da musculatura do pênis e aumento do fluxo sanguíneo para o mesmo, promovendo a ereção.
De acordo com o urologista Paulo de Almeida Rocha, "o cérebro comanda uma série de reações para nervos, vasos e músculos, que culminam com a ereção. Os corpos cavernosos enchem-se de sangue e o pênis torna-se rígido. As veias internas são comprimidas para evitar a saída de sangue. Qualquer falha nesta reação em cadeia pode resultar numa disfunção erétil".