La capacità di modificare la forma e la consistenza del pene durante l'erezione è dovuta alla struttura anatomica del pene che include due corpi cavernosi e un corpo spongioso dell'uretra. Il corpo spongioso che circonda l'uretra, in corrispondenza dell'apice del pene forma il glande, che è la parte più sensibile. Al centro dei due corpi cavernosi c'è un'arteria che, tramite rami più piccoli, può fare affluire il sangue negli spazi vascolari del tessuto cavernoso. In condizioni normali, la muscolatura vasale liscia blocca tali derivazioni arteriose, mentre all'inizio dell'erezione invece, per azione del sistema parasimpatico, la muscolatura vasale si rilascia ed il sangue ad alta pressione riempie il corpo cavernoso dilatandolo e conferendogli rigidità.
Il corpo cavernoso uretrale, invece, rimane flaccido per consentire allo sperma di fuoriuscire attraverso l'uretra.

Pene ricurvo
Talvolta, il pene in erezione può manifestare una certa curvatura. Si tratta di un fenomeno piuttosto frequente e, se la curvatura è leggera, non da nessun tipo di inconveniente; se la curvatura è pronunciata, è bene rivolgersi ad uno specialista.
La curvatura è dovuta ad un diverso sviluppo dei corpi cavernosi.

Il pene è ricoperto da uno strato cutaneo molto elastico e mobile che forma una plica sopra il glande formando il prepuzio. Il prepuzio serve a proteggere il glande. In certi casi, si verifica un'anomala ristrettezza del prepuzio che non consente al glande di scoprirsi totalmente durante l'erezione (fimosi). Questo disturbo può portare a difficoltà di erezione, se grave, o a difficoltà igieniche. In caso di igiene insufficiente, nella plica del glande si può accumulare uno smegma biancastro composto da cellule epiteliali morte e da secrezioni prepuziali che, se non rimosso, può causare irritazioni. La fimosi può essere curata con la circoncisione (l'asportazione del prepuzio).

I testicoli includono la gonade (didimo), le ghiandole sessuali maschili, e l'epididimo. All'interno delle gonadi vengono prodotti gli spermatozoi, ma è durante il passaggio nel canale dell'epididimo, che dura circa 12 giorni, che ha luogo la "capacitazione" degli spermatozoi, ovvero la creazione della loro capacità di fecondare l'uovo. Le cellule del canale dell'epididimo hanno anche la funzione di eliminare gli spermatozoi eventualmente alterati.

Dotto deferente

Gli spermatozoi passano poi nel nel dotto deferente e nella vescicola seminale dove vengono immagazzinati. Se non vengono eiaculati vengono riassorbiti dall'organismo. Le vescicole seminali producono la maggior parte del liquido seminale. Tale fluido è denso e ricco di fruttosio per rifornire gli spermatozoi dell'energia necessaria al loro movimento.

L'uretra

L'uretra è un condotto che decorre all'interno della prostata; ha un tratto intermedio che attraversa il pavimento pelvico ed un tratto passante all'interno del corpo spongioso del pene. L'uretra possiede un gran numero di ghiandole uretrali. Le ghiandole bulbouretrali hanno la funzione, all'inizio dell'eccitazione sessuale, di secernere un secreto mucoso per facilitare il successivo passaggio dello sperma durante l'eiaculazione.

Sperma

Il volume di sperma varia a seconda della durata dell'astinenza sessuale, così come il numero degli spermatozoi in esso contenuti. Dopo 5 giorni lo sperma raggiunge il volume massimo ed una fertilità ottimale