Aby doszło do wzwodu w organizmie mężczyzny, muszą zajść pewne przemiany biochemiczne. Są one odpowiedzią organizmu na substancje chemiczne uwalniane podczas pobudzenia włókien nerwowych.

Podczas pobudzenia seksualnego przekaźnik chemiczny, zwany tlenkiem azotu, jest uwalniany z naczyń krwionośnych w całym organizmie, a szczególnie w obrębie prącia.

Tlenek azotu aktywuje inne przekaźniki chemiczne w mięśniówce gładkiej prącia. Część z nich powoduje poszerzenie naczyń tętniczych, wywołując zwiększony napływ krwi do prącia i powstanie wzwodu.

Enzym zwany fosfodiesterazą może powstrzymać powstanie wzwodu poprzez rozkład jednej z substancji chemicznych odpowiedzialnej za poszerzenie naczyń tętniczych. Niektóre metody leczenia zaburzeń erekcji wiążą się z tym szlakiem biochemicznym, więc pobudzenie seksualne jest konieczne, aby działały one w sposób wydajny. Sildenafil (Viagra^®), preparat stosowany w leczeniu zaburzeń erekcji, blokuje działanie fosfodiesterazy, utrzymując dużą objętość krwi w obrębie prącia. Wzwody są procesem naczyniowo-nerwowym - kontrolowanym zarówno przez układ nerwowy, jak i naczynia krwionośne. Tłumaczy to, dlaczego mężczyzna poddany kastracji może wciąż mieć wzwody. Hormony męskie, takie jak testosteron, nie mają wpływu na erekcję, ale są odpowiedzialne za popęd płciowy (libido).