性刺激可通过触觉等感官途径经外周感受器传至中枢神经系统，自主神经系统中副交感神经主导性刺激时生殖器官充血等关键反应，循环系统通过血管舒缩调节生殖器官充血，性激素等参与调节，不同人群因年龄、性别、健康状况在反应程度或表现上有差异但基本机制共通。
一、感官刺激引发神经传导
性刺激可通过触觉、视觉、听觉等多种感官途径启动。例如，皮肤的触觉感受器（如分布在生殖器周围的神经末梢）感知接触等刺激后，将神经冲动传递至脊髓，再上传至大脑皮层的性相关区域（如下丘脑、边缘系统等），大脑对这些信号进行处理和整合，从而启动性反应的生理过程。不同性别在感官刺激引发神经传导的起始部位因生理结构差异略有不同，但基本的神经传导通路均遵循从外周感受器经脊髓到中枢神经系统的模式。
二、自主神经系统参与调节
性刺激时，自主神经系统分为交感神经和副交感神经两部分发挥作用。副交感神经兴奋时，会促使阴茎海绵体或阴蒂海绵体的动脉平滑肌松弛，动脉扩张，血流量显著增加，导致海绵体充血，进而引发勃起（男性）或阴蒂肿胀（女性）；而交感神经在性反应的消退阶段可能起一定作用，但主要是副交感神经主导性刺激时的充血等关键反应。
三、循环系统的充血机制
以男性为例，性刺激下副交感神经兴奋使阴茎海绵体的小动脉扩张，海绵窦充血，压迫静脉，阻止血液回流，从而维持阴茎勃起状态；女性性刺激时阴蒂等部位的血管同样扩张充血，出现肿胀等反应。这一过程依赖于循环系统中血液的有效供应和血管的舒缩调节，确保生殖器官在性刺激下能达到相应的生理状态。
四、内分泌系统的协同作用
性激素（如男性的睾酮、女性的雌激素等）参与性刺激生理机制的调节。性刺激可促使垂体释放促性腺激素等，进一步调节生殖腺的功能，维持正常的性生理状态。例如，睾酮有助于维持男性的性欲和生殖器官的正常功能，雌激素对女性的性唤起和生殖系统生理功能有重要影响，它们共同参与性刺激引发的一系列生理反应的调控。
五、不同人群的生理机制差异考量
年龄因素：青少年时期性激素分泌逐渐增加，性刺激的生理反应敏感度可能随年龄增长而变化；老年人因性激素水平下降等因素，性刺激引发的生理反应强度可能减弱，但基本机制仍遵循上述神经、循环、内分泌等系统的协同作用，只是反应程度有所不同。
性别因素：男女因生殖器官结构不同，性刺激引发的具体生理表现有差异，如男性主要表现为阴茎勃起，女性主要表现为阴蒂肿胀、阴道润滑等，但神经传导、自主神经调节、循环及内分泌的基本机制是共通的。
健康状况：患有心血管疾病等基础病的人群，性刺激时循环系统的充血反应可能受影响，需关注心血管负担等问题；而健康人群则能较顺利地通过各系统协同完成性刺激的生理过程。
