O sistema nervoso parasimpático é responsável pela regulação das funções do corpo, tais como digestão e descanso. Quando ativado, atrasa a frequência cardíaca e a respiração. Esta ativação também pode causar excitação sexual, levando a ereção e lubrificação vaginal. Durante a excitação sexual, o cérebro emite hormônios que desencadeiam a emissão de óxido nitrogênio, que faz com que o tecido liso nas artérias do pênis relaxe, aumentando a corrente sanguínea e causando ereção. Nas mulheres, o clitóris e os lábios sexuais incham-se e tornam-se mais sensíveis devido ao aumento do fluxo sanguíneo. Estas alterações físicas são controladas por neurotransmissores e hormônios emitidos pela estimulação sexual. O sistema nervoso parasimpático responde a estes sinais químicos, provocando uma resposta natural do organismo ao prazer sexual que leva ao orgasmo.
O processo de excitação sexual varia de pessoa para pessoa, mas geralmente começa com um estado mental de excitação e expectativa. O toque físico, os estímulos visuais ou mesmo a fantasia podem acender esta fase inicial de excitação. Como a excitação continua, as alterações fisiológicas ocorrem em todo o corpo, incluindo batimentos cardíacos, respiração e dilatação das pupilas. Esta maior consciência sensorial leva ao desejo sexual, que aumenta a produção de adrenalina e dopamina, dois hormônios relacionados com prazer e motivação. Neste momento, as pessoas podem participar de comportamentos como flerte, toque e beijo para aumentar a atração sexual e intimidade.
À medida que a atividade sexual progride, o sistema nervoso vegetativo torna-se envolvido, provocando reações involuntárias, como transpiração e respiração. O sistema nervoso parasimpático começa a agir, abrandando o ritmo cardíaco e preparando o corpo para o orgasmo. Durante o orgasmo, há um aumento de endorfinas que fornecem uma sensação de prazer e satisfação. Depois disso, o sistema nervoso parasimpático volta ao modo de repouso e digestão, ajudando a ajustar o organismo ao normal. A excitação sexual desencadeia a ativação do sistema nervoso parasimpático responsável pela ereção e lubrificação.