阴茎充血不足的直接原因是阴茎海绵体的相关动脉出现病变，例如动脉斑块的形成、动脉粥样硬化、动脉血栓栓塞等。而这些血管的病变可继发于糖尿病、高脂血症、高血压、冠心病等基础疾病，也可是原发的动脉栓塞。
首先应行阴茎血管彩超检查以明确，病情严重者需要行血管介入手术治疗。如病情不是很严重，则需要稳定斑块治疗，同时积极治疗原发疾病。
除了上述血管因素以外，当处于高度紧张状态时也可能会出现暂时性阴茎充血不足，这种情况下不需要特殊治疗，待精神放松后即可逐渐恢复正常。