據統計30%～40%的陰莖異常勃起是原發性，大部分病因不明。繼發性病因有血栓栓塞性疾病(鐮狀細胞貧血、脂肪栓塞等)、神經性疾病(脊髓損傷和病變、脊柱狹窄等)、腫瘤(前列腺癌、腎癌等轉移癌、白血病、黑色素瘤等)、創傷(會陰或生殖器損傷等)、感染或中毒(痢疾、狂犬病等)、藥物(抗抑郁藥、α-腎上腺素能阻滯劑、抗凝劑等)、全胃腸外營養、陰莖海綿體內注射血管活性劑等。

　　1、鐮狀細胞貧血

　　8%的美國黑人患有鐮狀細胞貧血病。在對321名幼兒患者的文獻綜述中，發生異常勃起的占6.4%。由于異常內皮黏附、勃起時相對的酸性狀態、睡眠時低通氣狀態造成的輕度酸中毒、手淫或性交時的輕度創傷，致鐮狀紅細胞海綿體內淤積。當睡眠陰莖勃起靜脈通道最大程度受壓時，淤積的紅細胞阻塞白膜下微靜脈，引起廣泛靜脈阻塞。在1組成人純合性鐮狀紅細胞病的研究中，42%的患者有間歇性持續2～6h的睡眠異常勃起。盡管幾乎所有的病例是低流型異常勃起，但最近有2例高流型異常勃起的報道。

　　2、海綿體內注射

　　海綿體內血管活性藥物注射是診斷及治療勃起功能障礙(ED)的一種常用方法，是通過平滑肌松弛來實現的。平滑肌松弛是暫時的，藥物作用后平滑肌重新恢復收縮能力。在藥物過量或對藥物過度敏感的患者，平滑肌不能恢復收縮能力，導致異常勃起。

　　3、神經失調異常勃起

　　可見于椎管狹窄、脊髓損傷及椎間盤突出的患者，其機制可能是副交感神經誘導勃起神經遞質釋放增加，或干擾交感神經的抑制作用。脊髓或全身麻醉狀態下，消毒刺激生殖器可出現異常勃起，并可能影響經尿道手術。這種夸大的反射性勃起可能是麻醉對中樞抑制沖動阻滯的結果，麻醉后大多可消失。

　　4、惡性腫瘤

　　盡管腫瘤細胞浸潤本身不會引起異常勃起，但靜脈回流受阻或海綿竇受侵犯可引起淤滯及血栓形成。已報道轉移至陰莖并引起異常勃起的腫瘤有：白血病、前列腺癌、腎癌及黑色素瘤。

　　5、藥物

　　抗高血壓藥物如肼屈嗪(肼苯噠嗪)、胍乙啶，酚噻嗪類精神抑制藥特別是氯丙嗪，抗抑郁藥如曲唑酮，與異常勃起有關。在動物實驗中，給狗海綿體注射曲唑酮及氯丙嗪，可致動脈血流增加、靜脈阻力增大，引起勃起。給大鼠注射一種曲唑酮代謝物m-氯苯哌嗪，海綿體神經放電增加。這些藥物引起異常勃起的機制可能與α腎上腺素能阻滯或刺激5-羥色胺能1C或1D受體有關。不過，服用這些藥物發生異常勃起的患者僅占少數，而且非劑量特異性，提示自主系統功能失調可能是主要原因。

　　6、全胃腸外營養

　　全胃腸外營養可引起異常勃起，特別是靜脈應用20%脂肪乳劑時。這種類型的異常勃起為低流型，類似于鐮形細胞病的患者。

　　7、創傷

　　會陰部或生殖器創傷致血栓或陰莖根部嚴重出血、組織水腫，使陰莖靜脈回流受阻，引起異常勃起(低流型)。創傷或海綿體內注射引起海綿體動脈破裂，導致無調節性海綿體竇血液淤積，引起異常勃起(高流型)。典型的創傷后高流型異常勃起一般發生在睡眠勃起時，血管擴張使受損的動脈破裂，導致無調節的高速血流進入海綿體。但由于靜脈回流的部分代償，勃起的硬度較低，無缺血或疼痛。