陰莖異常勃起是指無性欲要求的情況下，陰莖持續勃起狀態陰莖持續勃起超過6小時已屬於異常勃起。。陰莖海綿體持續性痛性勃起。隨著陰莖海綿體血管活性物質注射療法的開展，本病發病率有上升的趨勢。

低血流量型陰莖異常勃起是多種原因損害子陰莖勃起消退（detumescence）機制，其中包括神經介質過度分泌，小靜脈回流受阻，海綿體內平滑肌長時間松弛，其結果是海綿體內壓力持續保持在10.06～15.60kPa（80～120mmHg），並逐漸惡化，發展為缺血狀態。缺血6～8小時出現疼痛。缺血程度和受累的導靜脈數目與靜脈閉塞時間長短有關。有實驗研究表明，在缺氧狀態下，海綿體平滑肌自主收縮力和張力均降低，對α-腎上腺素能激動劑也不能產生正常的收縮性反應。陰莖異常勃起數日後，陰莖血流不易形成栓塞（即使低血流量型），因為海綿體內纖維蛋白溶解酶的活性昌外周血的3倍。

根據血流動力學變化的特點將本病分為高流量型和血流鬱滯型陰莖異常勃起，前者陰莖組織是青灰色，疼痛較輕，預後較好；後者陰莖硬如木頭，失去彈性，疼痛劇烈，預後較差。引起陰莖異常勃起的病因較多，常見的有：

神經系統病變腦血管病變、脊髓腫瘤、炎症、外傷等中樞神經系統病變，刺激脊髓中樞過度興奮，或直接刺激陰莖背神經。

（2）血液病：如慢性粒細胞白血並地中海貧血、紅細胞增多症、血小板減少症、鐮狀細胞貧血，引起陰莖海綿體血液沉積，輸出靜脈血液回流受阻。

（3）陰莖局部病變：包莖、淋並包皮環切術、尿道結石、局部或盆腔腫瘤、陰莖外傷、局部刺激或靜脈血流受阻。

（4）藥物：治療精神病的藥物如安眠酮、安定、泰爾登、氯丙嗪，抗高血壓藥物如胍乙啶、利血平、哌唑嗪、肼噠嗪，抗凝血藥物肝素，陰莖海綿體血管活性藥物罌栗堿、酚妥拉明、攝護腺素E1，外塗龜頭的藥物如可卡因、大麻、乙醇。

約有30%的陰莖異常勃起是無明顯病因的，估計與遺傳或性興奮時間長有關。

所有陰莖異常勃起初始發病均是非缺血性高血流量型，但多數病例6小時後出現靜脈栓塞，酸中毒，缺氧，最後發展為典型的低血流量型。而有些病例則持續保持高血流量，海綿體靜脈回流通暢，血氧合作用充分。因為靜脈通路開放，勃起的陰莖可壓縮，勃起硬度由輕至中度，性刺激可增加陰莖硬度。