一、 陰莖的血運系統和血液供應
陰莖血管本身和血流的供慶在陰莖勃起機制中占有極其重要的地位，因為陰莖勃起的本質是血管充血反應，這些血運系統出了毛病，當然會造成陰莖勃起不良。此外，動靜脈交通支在勃起時不關閉也可造成陽痿。
陰莖像一個令人吃驚的天然液壓機械裝置，勃起與消退的生理反應表現為一個器官在一定容量下呈現出的流入與流出的血液動力學的巨大變化。根據陰莖的大小，勃起時血容量的增加約為80-200毫升。陰莖勃起時，陰莖內動脈擴張，進入陰莖的血流量比松弛時大8倍之多。當達到120毫升/分（海綿體內壓增高至75毫米汞柱左右）引起勃起，而一旦勃起之后維持勃起的血流量只需原先灌注率的60%左右，或70毫升/分即可。
二、 健全的神經反射
陰莖勃起是一種反射，來自許多感受器的神經末梢的刺激和條件反射刺激都能引起陰莖勃起反射。參與控制勃起功能的神經成分包括上至大腦皮層、下至陰莖血管壁神經肌肉終端的各級結構。
如大腦皮質，有性功能中樞；間腦、下丘腦，有皮質下中樞；腰骶部脊髓內，有勃起和射精中樞，但胸腰部及骶中心也有協同作用，各中樞之間有密切聯系，脊髓中樞又經感覺和運動神經與生殖器官相聯系。
凡來自大腦皮質的后天性條件反射的性興奮，可以擴散到皮質下中樞和脊髓中樞而引起的陰莖勃起，稱為心理性勃起。直接給與陰莖的刺激引起勃起中樞興奮后形成的勃起，稱為反射性勃起。兩種勃起都由位于脊髓的勃起中樞發出指令，并通過神經來傳遞和撤銷這種指令。
三、正常的內分泌功能
雄激素促使胎兒期性器官的分化和發育，更重要的是它在青春期后是性興奮、勃起的關鍵因素之一。如因病導致雄激素缺乏時，病人喪失陰莖勃起能力而引起陽痿，當補充外源性雄激素后，則可恢復勃起能力，就說明了雄激素在勃起中的關鍵性作用。雄激素雖然不直接刺激性中樞，但可提高性中樞的興奮性，使性中樞保持一定的反應能力，但雄激素如何影響成年期感覺神經尚未予以研究。
睪酮的產生則受大腦、下丘腦的調節。大腦也是性甾體激素的一個靶器官。人類精神因素中的惡性刺激，通過高級神經中樞可以干擾和影響下丘腦的內分泌調節中樞，使得*血循環中維持男性性功能的雄激素水平經常處于不平衡狀態，這也是導致精神性陽痿的原因之一。
人們還注意到睪酮水平明顯低下時，常伴有性欲低減和陽痿，而補充睪酮后癥狀又可得到緩解。但激素和性行為之間的確切關系仍不明確。
四、 正常的解剖結構
陰莖正常的生理解剖結構是其勃起的物質基礎。如因遺傳或激素水平的原因，外生殖器不發育、陰莖嚴重畸形、睪丸纖維化、睪丸畸形、睪丸嚴重外傷或切除等原因，陰莖均不能勃起。
在嚴重包莖、重度精索靜脈曲張、陰囊鞘膜積液、陰囊象皮腫等情況下，受心理及軀體方面原因的影響，也能影響陰芭勃起機制。另外，如有外生殖器畸形的成年男性懷有性表現的恐懼心理，有意識回避性生活，長此下去會造成陽痿。