阴茎从正常状态到充分勃起时，尺寸的变化是不同的。一项对80名男性进行的研究发现，阴茎变化的幅度从0.6厘米到8.9厘米不等。性学专家金赛研究了1000多名男性后也发现，12%的人勃起后，阴茎增加了不到1/3，7%的人增加了一倍。那些正常状态下看似短小的阴茎，勃起后可能是那些“大块头”的两倍。
虽然阴茎里面没有骨骼，但仍然可能折断并发出声音，然后变得青紫、疼痛无比。这种情况主要发生在年轻人身上。典型的案例是男子操之过急，结果撞到了伴侣的耻骨。为避免这种情况，性爱时不要过于粗暴。如果采用女上位，女方动作也不宜猛烈。
阴茎还能在你想不到的时候变小。美国泌尿学家蒙塔格博士指出，接触冷水或空气会让阴茎缩小，心理压力也能让它萎靡不振。这些都是由自主神经系统来支配的，因此阴茎也可以被视为“自主神经系统的晴雨表”。
不希望它勃起时突然有了反应。人对阴茎的控制有限，因为它并不始终听从神经系统的支配，而是同时受到“自主神经系统”，又称植物神经系统的领导，后者还负责调节心率和血压。许多性唤起就是自主神经系统的“功劳”。
