A ereção é o fluxo sanguíneo temporariamnte aumentado e armazenado no pênis, de forma que este seja aumentado e elevado. A vasocongestão nesta e em outras áreas é a resposta sexual masculina primária a estimulação sexual.

O pênis consiste de três massas cilíndricas de tecido erétil: dois corpos cavernosos que estão lado a lado e acima, o corpo esponjoso uretral, que transmite a uretra. As extremidades distais dos corpos cavernosos formam a glande. Os corpos cavernosos expandidos se extendem pela linha mediana até o ponto de entrada da uretra prostática e é também recoberto por um tecido de músculo esquelético, o bulbo cavernoso.

O tecido erétil do corpo cavernoso é um sistema semelhante a uma esponja de espaços vasculares irregulares que estão nos espaços entre artéria e veias. No estado flácido estes espaços são mais ou menos colapsados e contém pouco sangue; durante a ereção eles se tornam cavidades muito grandes distendidas com sangue.

Quando o homem fica excitado, a primeira mudança que ocorre no pênis é um aumento no comprimento. Só então é que o volume começa a aumentar - até por fim alcançar um aumento de 200 por cento - á medida que o sangue aflui às artérias do pênis. Quando estas se dilatam, a pressão força o sangue - agora com oito vezes a quantidade que ocorre no pênis flácido - a ocupar os espaços cavernosos. Dentro dos corpos cavernosos, o sangue é absorvido pelos tecidos erétil e esponjoso, com seu sistema de espaços infláveis. Assim, a ereção é um processo de duas partes: a glande e o tecido esponjoso fornecem o volume, enquanto os tecidos cavernosos fornecem a rigidez.

A firmeza da ereção depende da manutenção de uma alta pressão nos corpos cavernosos, e isso depende das veias. O sistema de vazão do sangue deve se fechar para que se evite escape; caso contrário, a ereção não se manterá. O termo "impotência vasculogênica", um distúrbio sexual masculino, foi cunhado para descrever esta condição, produzida, em alguns casos, por uma moléstia das artérias do pênis, na qual esses vasos vão ficando progressivamente obstruídos.