Le principal mécanisme physiologique qui provoque l'érection est la dilatation autonome des artères qui alimentent le pénis en sang, ce qui permet d'augmenter le sang pour remplir les trois chambres de tissu érectile spongieux du pénis, ce qui entraîne sa longueur et sa raideur.
Les artères qui transportent le sang vers le pénis s'élargissent, apportant plus de sang au pénis.