남성의 생리적 음경발기에는 심인성 발기, 반사성 발기, 수면 중 발기의 3가지 종류가 있다.
첫 번째, 매혹적인 여성을 보거나 눈앞에 여성이 없더라도 성적 충동을 일으키는 그림이나 영화를 볼 때, 냄새를 맡을 때, 또는 소리를 들을 때 심지어는 눈을 감고 아름다운 여성을 대상으로 에로틱한 상상의 날개를 펼칠 때도 음경이 발기되는데, 이를 심인성발기라고 한다.

심인성 발기는 대뇌피질 센터의 흥분의 결과이며 이들 흥분이 척수에서 기원하는 교감신경을 통해 성기로 전달돼 일어난다.


두 번째, 반사성 발기는 성기에 애무나 자극을 가하면 이 자극이 음부신경을 통해 척수의 발기중추로 전달되고 다시 발기중추에서 기원하는 부교감신경을 통해 음경에 전달돼 일어난다.
하반신불수 환자가 성기에 자극을 받았을 때 자기의사와 관계없이 발기가 되는 것도 반사성 발기에 기인한 것이다.


성관계 때는 심인성 발기와 반사성 발기가 복합적으로 작용해 더욱 힘찬 발기를 일으킨다.

세 번째, 수면 중 발기이다. 심인성 발기나 반사성 발기와는 전혀 성격이 다르면 정상 남성이면 연령에 관계없이 누구나 나타나는 생리적 발기로서 정상인의 수면 중에 안구가 빨리 움직이는 ‘안구진탕’ 현상이 나타나는데, 잠을 자는 동안의 발기 가운데 80~90% 가 바로 안구진탕 시간에 일치하고 있다.



수면 중 발기는 자기의사와 관계없이 일어나며 반드시 에로틱한 꿈을 꾼다고 해서 일어나는 것도 아니다.

수면 중 발기는 1회 20~40분 정도 지속하며 사춘기 이후부터 평생토록 대체로 하룻밤에 3~5회 비슷하게 일어나나 발기 지속시간과 발기 강직도는 사춘기를 정점으로 서서히 감소한다. 새벽 발기는 3~5회의 야간 수면 중 발기 중 제일 마지막에 일어난 것으로 새벽에 잠에서 깨어 발견한 것이다.

새벽발기 때 배뇨를 하면 발기음경이 이완돼 버리므로 방광충만이 새벽발기와 관계있을 것으로 생각되나 새벽발기는 방광에 소변이 전혀 없어도 일어나므로 방광충만과는 상관관계가 없다.

청년기에는 발기를 일으키는데 5~10초 밖에 걸리지 않던 것이 60~70대에는 20분 이상 걸릴 수 있으며, 강직도도 떨어지고 발기지속시간이 짧아지며 자극을 중단해 이완됐을 때 재발기 시키기가 어려워진다.