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身体各部分对性刺激反应的生理学机制共有两种:血管充血和肌肉紧张。
血管充血是指血管内和有血管组织的血液充盈。血流由动脉输出经静脉回流，如果身体某一部位输人的血流量超过了静脉回流量.就会导致该部位的血管充血。血流主要受小动脉控制，动脉壁肌肉的伸缩由神经冲动和激素支配。
性兴奋时，表层和深层组织均有广泛的血管充血.最明显的表现是阴茎勃起。勃起的生理机制一直是引人注目的研究课题，但迄今尚未完全清楚。目前较为一致的意见是，勃起最初是由于动脉血流的增加而并非静脉回流减少。性唤起时，过多的血流注人阴茎组织，造成海绵体膨胀使阴茎勃起。这就如同浇水的的橡胶软管接通水源后膨胀起来一样。
肌肉紧张即肌肉张力增加，肌肉总要维持一定的张力，就是睡眠或完全放松休息时也不例外。肌肉收缩，肌张力便会增加。性活动时。肌肉紧张是厂泛存在的，包括随意肌如骨骼肌、不随意肌如平滑肌等。性唤起过程中脚部肌肉尤为紧张.脚趾伸展像痉孪一样。肌肉紧张在血管充血后发生，性高潮时收缩达到顶点，性高潮过后迅速消失。
(一)性欲期
这一期包括对性活动的幻想和向往。性欲是指发起性活动的冲动或生物学驱动力。性欲的内分泌基础是性激素，它将维持性欲的持续张力、紧张性和兴奋性，也即背景性性欲。性欲的神经基础是神经反射弧，它的功能是保持机体对环境性刺激的有效反应,激发或形成突出的性欲冲动并导致性行为,即应激性性欲。总之.性欲可因肉体刺激引起.也可因视觉、听觉、嗅觉等特殊感觉的刺激引起,还可因单独的心理刺激引起。性欲在不同个体间存在相当显著的差异,即使是同一个人,他的性欲也会随时间、地点、情境、对象的不同而有所变化。性欲还受年龄、身体状况、工作压力、人际关系、意识形态、道德价值观念等多种因素的影响。一般来说很难给性欲确定一个正常的界限,因此也就很难给性欲低下或亢进确定标准。
(二)兴奋期和平台期
性兴奋期和平台期都有各自的生理学特征。但由于它们在客观上是一个连续过程，主观上人们只能将两者体验合为性唤起的过程而无法加以明显区分。最新的性反应周期划分法将它们合二为一,把平台期看作是兴奋期的后段。
足够的性刺激可引起强烈的性快感,此时人的意念和注意力均集中于性活动上，而对其他的一切趋于漠视。多数人总希望能够控制自己的性欲冲动，一个可行的方法是转移注意力。在性唤起早期.生气和分散注意力确实很容易使性唤起消失。但若周围环境非常适合性活动，性欲冲动就很难控制。
性兴奋的发展速度极不均匀.往往呈突发性增加。性兴奋强度在年轻人中表现为骤升骤降,而老年人常表现为渐进性升降。性兴奋一但进入兴奋期的后段，即便分散注意力也难以阻止性高潮的发生。性高潮的前兆是强烈的快感，持续性兴奋，紧接着不可避免地达到性快感的顶点。此时，如果性高潮不释放而使平台期延长，人就会因这种性紧张的持续存在而感到不适和烦躁。
性兴奋的行为表现和主观感受因人因时变异很大,所以研究者的描述不可能面面俱到。一般来说，观察到的性行为与性兴奋呈正比。当发生强烈性唤起时。全身的肌张力增加。脸部及全身皮肤潮红，并伴有唾液分泌、鼻翼扇动、心跳加快、呼吸加深。人的感觉、动作乃至外貌与平常完全不同。性唤起往往还可引起某些意想不到的改变:有些口吃患者一反常态，讲话变流利了;会厌呕吐反射变得不敏感(有人在此时将阴茎深深塞入口中而不恶心)；强直性麻痹患者的运动协调性可大为好转；猩红热患者的病情可有短暂性缓解；伤日流血减少，痛觉变迟钝，因而对某些虐待性行为的耐受性大大增强。 | 
