阴茎异常勃起是指与性欲无关的阴茎持续勃起状态。阴茎持续勃起超过6小时已属于异常勃起。传统上阴茎异常勃起分为原发性和继发性。按血活动力学分为低血流量型和高血流量型。前者因静脉阻塞，后者因异常动脉血注进。阴茎异常勃起还分为急性、中断性和慢性。阴茎异常勃起初期，均为生理性阴茎勃起，以后发展为高血流量型。

低血流量型阴茎异常勃起是多种原因损害子阴茎勃起消退机制，其中包括神经介质过度分泌，小静脉回流受阻，海绵体内平滑肌长时间松弛，其结果是海绵体内压力持续保持在10.06～15.60kPa，并逐渐恶化，发展为缺血状态。缺血6～8小时出现疼痛。缺血程度和受累的导静脉数目与静脉闭塞时间是非有关。有实验研究表明，在缺氧状态下，海绵体平滑肌自主收缩力和张力均降低，对α-肾上腺素能激动剂也不能产生正常的收缩性反应。阴茎异常勃起数日后，阴茎血流不易形成栓塞，由于海绵体内纤维蛋白溶解酶的活性昌外周血的3倍。

复发性阴茎异常勃起发作的频度由逐日数次至数月1次。缺血性阴茎异常勃起初次发作之后，控制阴茎勃起消退的肾上腺互能或内皮介导机制发生功能性改变。

所有阴茎异常勃起初始发病均是非缺血性高血流量型，但多数病例6小时后出现静脉栓塞，酸中毒，缺氧，最后发展为典型的低血流量型。而有些病例则持续保持高血流量，海绵体静脉回流通畅，血氧合作用充分。由于静脉通路开放，勃起的阴茎可压缩，勃起硬度由轻至中度，性刺激可增加阴茎硬度。