阴茎勃起、射精和性高潮的发生机制各不相同，可以单独存在（如阳萎患者常抱怨射精时阴茎疲软）。除夜间泌精（或梦遗）外，射精需要外生殖器的刺激。刺激信号经阴部神经传至上段腰髓的交感神经核，而传出信号经下腹神经至生殖道，指挥其将附睾远段、输精管、精囊和前列腺的精子和分泌液送达前列腺部尿道。尿道内扩约肌关闭与外扩约肌的协调松弛，又将精液送至球部尿道（泌精）。其后，球海绵体肌的节律性收缩使精液冲出狭窄的尿道腔（胀大的阴茎海绵体挤压所致），经尿道口射出（2-5ml）。射精过程涉及了阴部神经的躯体运动传出神经，以收缩球海绵体肌。射精是不随意过程，需要自主神经和躯体神经的整合作用。

性高潮的发生机制是性活动中知之最少的内容。它大概涉及了大脑对性刺激的评估和反应。与泌精和射精相伴的还有非生殖器反应，如肛门扩约肌的非自主性节律性收缩、过度通气、心动过速和血压增高。

腰髓L2水平的双侧交感神经切除术可使约40%的患者发生射精障碍。高位双侧腹膜后淋巴结切除术可导致更高比率的泌精障碍。逆向射精的原因通常是内扩约肌或膀胱颈部功能失调，常见于前列腺切除术后、α受体阻滞剂使用后和糖尿病导致的自主神经病变。

某些脊柱损伤的患者可以出现泌精和射精正常，而性高潮缺失。也有报告称，1例截瘫患者发生过梦幻性高潮。相关的疾病或手术史有助于鉴别泌精障碍与逆向射精。如果用显微镜在未射出精液的患者膀胱尿中发现发现了精子，则可诊断为逆向射精。如果尿中没有发现精子，则应诊断为泌精障碍。

某些患者停用α肾上腺素能受体阻滞剂，可使其泌精障碍或逆向射精得以治愈。α交感拟似药物如麻黄素等已被成功地用于治疗逆向射精。以直肠探头电刺激诱发射精，在部分脊柱损伤的患者中取得成功。有正常的梦遗，但性交时不能达到高潮和射精者可以从性心理治疗中获益。早泄的治疗方法有脱敏、挤压、应用局麻药或戴安全套以降低阴茎头的敏感性。也有报告称，选择性5羟色胺再摄取抑制剂（氟西汀、舍曲林和氯米帕明）可以延长早泄患者阴茎在阴道内的射精潜伏时间。