男性性反应周期的变化是在神经内分泌系统的参与和控制下，从性欲的激发、阴茎的充血勃起，到性交射精、性欲高潮、勃起消退的过程，也是性交过程中的全身反应过程。早在30多年前就有人总结出人类的性反应周期是从性欲的被唤起，经性高潮再恢复到原来的平静状态，是以性器官为主的全身周期性变化，即兴奋期、平台期、高潮期和消退期的变化。性反应周期时间的长短也因人而异，一般地说，男性从性交开始到射精的时间约为3～15分钟，约3/5的男性在5分钟内完成性交，约有2/5的男性可以持续到10～30分钟，也有极少数可超过1小时。
　　性兴奋期：性的兴奋是在肉体及精神等方面的刺激下引起的。当有效的刺激引起人的性欲后，又激发了一系列的条件反射和非条件反射，迅速进入兴奋期。进入性兴奋期后，阴茎海绵体充血，白膜被绷紧，阴茎充血勃起，阴囊皮肤充血增厚，继而阴囊变硬、固定。当未进到平台期时，或有意识延长兴奋期时，阴囊时紧时松可持续发生。提睾肌产生不随意收缩，睾丸能特异性地自动地向会阴方向移动式提升。在性兴奋期注意力应集中，避免各种不利刺激，任何不利刺激都会使性兴奋减弱或立即消失，使阴茎勃起消退变软。
　　平台期：性兴奋期紧张处在性兴奋的基线水平以上，当性兴奋达到相当高的程度，处于性高潮期的阈值水平以下时，即进入平台期。此时阴茎勃起坚挺，龟头由于静脉淤血变为紫红色，尿道口有溢液，尿道球充血和分泌开始。如有意识地延长平台期，溢液会更多，有时可见到活动的精子。尿道进一步增宽，为进入性高潮期大量精液的流出——射精做准备。尿道球部扩张，是性高潮期即将来临的重要标志。平台期阴茎在阴道内的抽送动作可由有意识控制的随意抽送，迅速发展到无法控制的、机械的、猛烈的提插冲击，使性能量快速蓄积，性紧张度迅速增长，为进入性高潮期做充分准备。此时阴茎变硬，固定更明显，海绵体充血更显著，其体积可增加一倍。睾丸的提升更为明显，可以发生一定旋转使睾丸后壁紧贴于会阴部，这种提升、旋转和紧贴于会阴部的过程对于能否获得最有效的射精是非常必要的。这也是进入性高潮期的重要标志，更是射精力量大小的标志。
　　性高潮期：性兴奋持续达到一定程度，性刺激充分积累后，即进入性高潮期。此期时间较短，仅有几秒钟。阴茎高度勃起，有节律地收缩，射精开始。射精一旦发生，睾丸将很快再度旋转，阴囊逐渐松弛而下降，阴茎渐渐松软无力，进入性消退期。
　　性消退期：性兴奋逐渐消退，在射精后仍有部分男性能与性伴侣保持密切的肉体接触，但大部分在性消退期后有一种疲惫无力、松弛乏力的感觉，即性不应期。
　　男性一般在射精后有一段时间的性不应期，性不应期持续时间的长短也有个体差异。不应期的特点是对任何性刺激均不会发生性兴奋，并且对阴茎的各种刺激可产生疼痛或不适，这也是一种本能的反应。男性的性不应期也随年龄的增长而延长。