阴茎由萎软状态转为勃起，主要的改变是在阴茎血管系统。在各级神经的支配下，动脉血流增加而引起勃起，静脉流出道阻断来维持勃起。不论什么原因造成勃起动、静脉血管的功能和结构的改变，均可导致阳痿。
引起阳痿的病因是多方面的，病理变化也不尽相同。近些年来有许多学说，对阳痿的病理进行了分析。
    (1)血管学说：由于血管的改变，阴茎勃起，血液动力学发生了改变；有微血管的高灌注、高滤过等动力改变，也有微循环障碍，细胞的缺血、缺氧，基底膜改变如增厚和成分的改变等。血管内皮损伤，纤维蛋白溶解酶原激活因子自血管内皮的释放量减少，加重血液的凝集，血流缓慢，毛细血管基底膜增厚，加重缺血、缺氧。
在糖尿病的患者中，有的由于胰岛素的代谢紊乱，使血管内壁发生病理性的增生或胆固醇的沉积，阴茎动脉血管发生硬化，造成阴茎动脉供血不足。
在阴茎海绵体组织中，平滑肌组织细胞对阴茎海绵体内血窦的血液有调节作用。近几年来发现器质性阳痿患者中，血管性阳痿者，平滑肌细胞有明显的病理变化，其收缩与舒张功能丧失，不仅使阴茎海绵体内的血窦空间减少，充盈障碍，而且由于白膜血管静脉的压力降低，不足以压迫阻断静脉回流，而发生静脉性阳痿。
    (2)应激学说：在一些糖尿病患者中，应激可使糖尿病加重或恶化。由于应激可使中枢神经中某些物质代谢异常，从而使末梢神经病变进一步加重，为神经性阳痿的病理变化原因之一。
    (3)代谢障碍学说：在体内由于各种原因引起的代谢障碍，均可使阴茎血管发生病理改变，造成动脉供血不足，引起阳痿发生。
阳痿的病理变化，随着近些年来男科病研究进展，新的发现、新的认识不断出现，为阳痿的病因诊治提供了可靠依据。