阴部神经为体神经系统，起于骶髓段的２～４，含感觉、运动及节后交感神经纤维，分支为痔下、会阴及阴茎背神经。阴茎背神经进入泌尿生殖隔的后缘，支配球海绵体肌及坐骨海绵体肌，再进入泌尿生殖隔下筋膜后分支，支配阴茎海绵体、尿道海绵体及尿道，再于阴茎悬韧带间向前在阴茎背面分支，支配皮肤、包皮及龟头。阴茎中有丰富的感觉受体，通过阴部神经将冲动传至骶髓，与副交感传出神经连接而引起阴茎勃起发生。
勃起由大脑皮质受刺激所引起者称为精神性勃起；由阴茎局部的有效刺激所产生的称反射性勃起。精神性刺激和反射性刺激常协同作用而产生勃起，但也可各自独立发挥作用。精神性刺激常可潜意识地抑制及阻碍反射性勃起。胸腰段中枢主要负责精神性勃起，而骶段中枢则对这两种勃起都起反应。
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