男性性兴奋期是以阴茎勃起为主要特征的。阴茎海绵体因充血而胀大， 围绕着海绵体的白膜被充分绷紧，这样产生的压力能阻断白膜下静脉和窦回静脉的血液回流，使阴茎保持勃起的坚硬。这种状态可以在接受心理性或反射性性刺激10秒钟左右发生，但如果不能及时向性反应的下一阶段发展，则会暂时消退，遇刺激后又可以重复出现。在性兴奋时，阴囊也发生形态改变。由于提睾肌收缩，使精索回缩，睾丸向腹腔方向提升，皱缩的阴囊因绷紧，皮肤变得光滑。阴囊的这种变化仅能维持数分钟，但在性反应的以后阶段中仍又重复出现。有一部分男性在兴奋期可发生乳头勃起，大多数男性没有这种反应。