男性的阴茎勃起中枢多位于大脑的边缘系统。边缘系统是围绕脑干的嗅脑的一部分，包括嗅区、杏仁核、海马回及扣带回。这些神经核又都与丘脑、下丘脑及皮质上组织的许多区明显有相互联系。刺激上述区域可使阴茎产生勃起。