تتضمن آليات الفسيولوجية للتحفيز الجنسي العديد من العمليات التي تحدث في الجسم وهي كالتالي:
1- تفريغ المواد الكيميائية العصبية: يتم تفريغ المواد الكيميائية العصبية المسؤولة عن الإثارة الجنسية في الدماغ، مثل الدوبامين والنورأدرينالين والسيروتونين.
2- التبول والقذف: عند التحفيز الجنسي يحدث التقلصات العضلية في الجهاز التناسلي، وبالتالي يتم تفريغ الخلايا المنوية عند الرجال والإناث تكون قادرة على التبول.
3- زيادة تدفق الدم: يؤدي التحفيز الجنسي إلى زيادة تدفق الدم إلى الأعضاء التناسلية، مما يساعد في إطالة وتضخم الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية.
4- إنتاج الهرمونات الجنسية: يؤدي التحفيز الجنسي إلى إنتاج الهرمونات الجنسية في الجسم، مثل الاستروجين والتيستوستيرون.
5- الحسية الجنسية: تلعب الحسية الجنسية دورًا هامًا في التحفيز الجنسي، حيث تساعد الحواس الخمسة (السمع، الرؤية، اللمس، الشم، والذوق) على تعزيز الإثارة الجنسية.