Em algumas circunstâncias, a libertação de óxido nítrico precede o relaxamento dos músculos nos corpos cavernosos e no corpus spongiosum, num processo semelhante à excitação feminina. O tecido esponjoso enche-se de sangue, a partir das artérias ao longo do comprimento do pénis. Um pouco de sangue entra no corpo esponjoso; o restante engorda os corpos cavernosos, que se expandem para conter 90% do sangue envolvido numa erecção, aumentando tanto em comprimento como em diâmetro. A função do corpo esponjoso é impedir a compressão da uretra durante a erecção.
p>Blood pode deixar o tecido eréctil apenas através de um sistema de drenagem de veias em torno da parede externa do corpo cavernoso. O tecido esponjoso em expansão pressiona contra um tecido denso circundante (túnica albugínea) que constringe estas veias, impedindo a saída de sangue. Como resultado, o pénis torna-se rígido. O pénis da glande, a tampa expandida do corpus spongiosum, permanece mais maleável durante a erecção porque a sua túnica albuginea é muito mais fina do que em qualquer outra parte do pénis.