射精过程是在自主神经支配下的两个连续的过程。在心理，视觉，听觉和触觉的刺激下，副交感神经冲动沿神经传导释放乙酰胆碱，使阴部动脉舒张，使流入阴茎海绵体海绵窦的血量增加，压迫静脉使血液流出减少，从而增加阴茎的硬度而致勃起。副交感神经冲动同时引起尿道和尿道球腺的分泌。
另一个过程—射精是在交感神经的控制下进行的，神经冲动沿交通支及下腹神经传导，释放肾上腺素引起包绕输精管壶腹、输精管及附睾尾的平滑肌的收缩，引起射精。
在射精的过程中，腰下及骶骨上脊髓中枢副交感神经发出神经冲动使海绵体肌收缩，使精液进入尿道，同时上行感觉神经冲动引起性高潮快感。
射精后，交感神经释放去甲肾上腺素使用使阴茎脉管系统扩张，流出血液增加，阴茎变疲软。
阴茎或会阴部接触性刺激诱发的勃起称为反射性勃起。由传入神经—脊髓勃起中枢—传出神经—效应器阴茎海绵体的神经反射弧完成。传入神经通路：阴茎感觉神经通路起始于阴茎皮肤、阴茎头、尿道及阴茎海绵体内的感受器，发出神经纤维汇合形成阴茎背神经束，加入其他神经纤维成为阴部内神经，而后经脊髓勃起中枢骶2—4神经的背根上升到脊髓，伴随脊髓丘脑束，将痛、温、触觉信息传送至下丘脑和皮层进行感知。
