In sommige omstandigheden komt stikstofmonoxide vrij voordat de spieren in de corpora cavernosa en het corpus spongiosum ontspannen, in een proces dat vergelijkbaar is met de opwinding bij vrouwen. Het sponsachtige weefsel vult zich met bloed, afkomstig van slagaders in de lengte van de penis. Een klein beetje bloed komt in het corpus spongiosum terecht; de rest stuwt de corpora cavernosa op, die uitzetten tot ze 90% van het bloed voor een erectie bevatten en zowel in lengte als in diameter toenemen. De functie van het corpus spongiosum is te voorkomen dat de urinebuis tijdens de erectie wordt samengedrukt.
Het bloed kan het erectiele weefsel alleen verlaten via een afvoersysteem van aderen rond de buitenwand van het corpus cavernosum. Het uitzettende sponsachtige weefsel drukt tegen een omringend dicht weefsel (tunica albuginea) dat deze aderen vernauwt, waardoor het bloed niet weg kan. De penis wordt hierdoor stijf. De eikel, het uitgezette kapje van het corpus spongiosum, blijft tijdens de erectie beter buigzaam omdat de tunica albuginea veel dunner is dan elders in de penis.