人的阴茎和身材高矮、胖瘦、五官大小等具有一定的差异性，其长短不一、粗细不一，研究表明，常态时最长为19.5cm，最短3cm，平均8.375cm；周长最大14cm，最小2.5cm，平均7.3cm。勃起时最长23cm，最短8cm，平均12cm；勃起时周长最大14cm，最小8cm，平均10.75cm。
阴茎血供来自髂外动脉分支阴茎背动脉。性兴奋时，阴茎背动脉的三根分支及其小动脉扩张，灌注血流增加；动静脉交通支阻断，静脉回流减少，海绵体血窦充血形成阴茎勃起，周长增加。
阴茎头部有丰富的神经末梢，故阴茎系带、冠状沟、尿道口周围对外来机械刺激特别敏感。
性感觉传入神经是阴茎背神经，至骶髓低位性反应中枢后，传出副交感神经支配阴茎血管平滑肌，改变血管状态，阴茎血管和神经的病变可影响其周长。
若阴茎异常增粗，则需要就医诊治，常见于肿瘤增长导致。包茎、包皮过长是公认的阴茎癌诱因，对于包皮过长能上翻者，建议做到经常清洗，能在一定程度上预防癌变。