Половой член состоит из трех тел. Парные пещеристые тела обеспечивают увеличение полового члена во время эрекции. Прилегающее губчатое тело в дистальном конце расширяется в головку полового члена, а уретра проходит через ее центральную часть.

Ножки полового члена (проксимальные части пещеристых тел) прикреплены к лобковой дуге и фиксированы, тогда как висячая часть во время эрекции увеличивается. Пещеристые тела присоединяются к лонному сочленению и белой линии передней брюшной стенки поддерживающими связками. Пращевидная часть поддерживающей связки у основания полового члена, предотвращая ретракцию, обеспечивает стабильность во время эрекции.

Пещеристые тела состоят из плотного внешнего слоя относительно неэластичной фиброзной ткани и внутренней сосудистой губчатой ткани. Фиброзные перегородки внедряются в эректильную ткань из выстилающей белочной оболочки. Ножки пещеристых тел, покрытые в промежности седалищно-пещеристыми мышцами, сходятся и присоединяются друг к другу в половом члене. Перегородка между двумя телами перфорирована, и они функционируют как единое целое. Кавернозные, или пещеристые, тела состоят из больших сосудистых пространств, выстланных эндотелием, покрывающим подлежащие гладкие мышцы. Все это имеет богатую и сложную иннервацию и кровоснабжение.

Артериальное снабжение полового члена осуществляется из двух внутренних половых артерий, являющихся ветвями передних отделов внутренних подвздошных артерий. Каждая внутренняя половая артерия достигает промежности, проходя по латеральной стенке седалищно-прямокишечной ямки, и становится артерией полового члена, проникнув через канал Олкока (пудендальный канал). Артерия полового члена отдает веточку к луковице уретры и еще одну — к губчатому телу. Основная артерия полового члена делится на дорсальную артерию полового члена, снабжающую также головку полового члена, и на более глубокую пещеристую ветвь, которая снабжает пещеристые тела. Вступив в пещеристое тело, артерия делится на многочисленные мелкие веточки, снабжающие пещеристую ткань. Некоторые из этих веточек открываются непосредственно в пещеристые пространства, в то время как другие, имеющие спиральную форму улиткообразные артерии — в дополнение к обеспечению синусоидальных пространств отдают капиллярные веточки для питания кавернозных мышц.