(一)發病原因

小陰莖的病因有：①促性腺激素分泌不足的性腺功能減退(hypogonadism);②促性腺激素分泌過多的性腺功能減退;③原發性小陰莖。

1.促性腺激素分泌不足的性腺功能減退

(1)腦組織結構異常：無腦畸形患兒無下丘腦分泌功能，即使腦垂體發育正常，由于無促性腺激素釋放激素，致使睪酮分泌少，造成小陰莖。先天性腦垂體不發育，部分腦胼胝體發育不良導致的下丘腦功能障礙，枕部腦膨出伴運動失調的小腦畸形等腦中線發育異常，均因促性腺激素分泌不足而引起小陰莖。此外還導致其他系統的多發畸形。

(2)無腦組織異常的先天性促性腺激素釋放激素缺乏：此類原因引起的小陰莖比前者多見，具體病因不清，多為各種綜合征，如Kallmann、帕德維利綜合征(Prader-Willi)、Lawrence-Moon-Beidel綜合征等，常伴有多發畸形，據研究與染色體、基因異常有關。還有因內分泌、生化代謝異常導致的促性腺激素釋放激素、黃體生成激素等缺乏癥。

2.促性腺激素分泌過多的性腺功能減退 這類病人的下丘腦、垂體分泌功能均正常，只是在妊娠后期睪丸出現退行性變而致睪酮分泌減少，通過負反饋途徑而致促性腺激素分泌過多。引起小陰莖的原因主要在睪丸本身，如先天性睪丸缺如、睪丸下降不全等。有的病人睪丸正常，但其黃體生成激素受體異常，以至不能分泌足量睪酮。此外需注意有無性別異常。

3.原發性小陰莖 除上述原因外，還有少部分病人下丘腦-垂體-睪丸軸激素分泌正常，但有小陰莖畸形，到了青春期又多能增長。病因不清楚，推測有可能是胚胎后期促性腺激素刺激延遲、一過性睪酮分泌下降等原因。也有少部分患者可能為雄激素受體異常。

小陰莖病人可有性染色體異常，如Klinefelter綜合征(47，XXY)、多X綜合征(48，XXXY及49，XXXXY)、多染色體(69，XXY三倍體)畸形。

(二)發病機制

正常男性陰莖發育在胚胎期的前12周完成，分3個階段。第1階段為生殖結節期，生殖結節逐漸延長類似小丘，長8～15mm。第2階段為陰莖體期，在雙氫睪酮(dihydrotestosterone，DHT)的作用下陰莖繼續增長呈圓柱狀，長約16～38mm，尿道溝延伸至陰莖頭。第3階段陰莖長度為38～45mm，尿道發育完成。

胚胎發育到第7～8周生殖腺逐步分化成睪丸，并在胎盤產生的絨毛膜促性腺激素(HCG)的刺激下，睪丸間質細胞(Leydig’s細胞)產生睪酮。妊娠4個月后胎兒下丘腦分泌促性腺激素釋放激素(gonadotropin-nelasing hormone，GRH)，刺激垂體前葉產生黃體激素(LH)及尿促性素(FSH)。在HCG、LH及FSH共同作用下，睪丸不斷產生睪酮，睪酮又在5-α還原酶的作用下轉化成DHT刺激陰莖逐漸增長。小陰莖多因胚胎14周后激素缺乏所致。