陰莖異常勃起是在某些病因刺激下，引起陰莖海綿體深動脈持久性擴張、靜脈持久性收縮造成持續的充血狀態，進而影響血管內血液循環和氧氣的交換，造成二氧化碳張力增加。臨床上可出現陰莖明顯腫脹、疼痛，發展下去常使血液瘀滯，粘度增加，靜脈回流更加困難，甚至形成血栓和局部腫塊（２天以上），靜脈回流嚴重受阻。也有人認為是動脈血量過多所致。若病情繼續發展，受影響的血管閉塞并纖維化（超過１０天時），最后常出現永久性陰莖勃起不能，無法進行正常性生活，從而導致男性不育和性功能障礙，危害極大。
根據發病情況，臨床上分為原發性和繼發性兩類，原發性陰莖異常勃起大多數見于成年人，無明顯病因；小兒則多數為繼發性，血液病是繼發性陰莖異常勃起的主要病因，占全部病例的20%左右，其中以鐮狀細胞血癥占多數，其他繼發性病因為神經原性、創傷、炎癥、感染、化學藥品、毒素、癌、先天缺陷等。
有人曾統計48例陰莖異常勃起，成人37例，小兒11例，成人中70%為原發性，其余依次為鐮狀細胞血癥、腫瘤、創傷、白血病；小兒鐮狀細胞血癥占63。3%，其余為白血病和原發性。陰莖異常勃起與正常勃起的區別在于陰莖頭并不勃起。