Como en la mujer, el nivel de deseo sexual del hombre es un factor previo fundamental que determinará, al menos en parte, si éste buscará una oportunidad para una relación sexual y si responderá a incitaciones sexuales.
En la fase de excitación, en respuesta a estímulos físicos y mentales, los tejidos eréctiles se llenan de sangre y el pene se pone firme y erecto. El aumento del tamaño del pene durante la erección no es directamente proporcional al tamaño del órgano fláccido; este tamaño oscila entre 12,5 y 17,5 cm.
Durante la fase de meseta, el pene se agranda hasta su máxima capacidad, sobre todo agrandando la zona de la corona del glande, y los testículos se elevan. Esta fase varía en duración según la ocasión, en un mismo hombre.
Llegados a la fase de orgasmo, en la mayoría de los hombres, el orgasmo se precede de una sensación de “inevitabilidad eyaculatoria”. La contracción muscular proyecta el semen fuera del pene (eyaculación), lo que da por resultado sensaciones corporales de intenso placer. Durante esta fase el esfínter interno de la vejiga permanece completamente cerrado para evitar el reflujo de líquido seminal a aquélla.
En la fase de resolución, inmediatamente después de la eyaculación, hay un período refractario en el cual es imposible volver a eyacular. Este período puede variar desde pocos minutos a varias horas, y aumenta con la edad. El pene pierde su erección y los testículos descienden a su posición normal. El hombre entra en un estado de gran relajación, debida a la rápida pérdida de tensión muscular.