陰莖三個海綿體結構相似,均是內有小梁以及竇狀系組成的血竇,外圍致密纖維結締組織包裹形成白膜,海綿體內部結構由平滑肌纖維,彈力纖維和自主神經纖維組成的許多小梁,構成不規則的間隙,稱之為竇狀隙。
白膜是指包繞在海綿體外周的一層致密的結締組織,構成的筋膜,白膜兩層,表層為縱行,膠原纖維內層為環形彈力纖維,纖維向海綿體內深入形成間隔。
陰莖海綿體白膜在陰莖松弛時很厚,約2到3毫米,到陰莖勃起時因伸展而變薄,僅為0.25到0.5毫米。
尿道海綿體的白膜較薄,且富有彈性,厚度約為陰莖海綿體白膜的五分之一。
陰莖頭部沒有白膜直接有皮膚覆蓋,每側陰莖海綿體附著于恥骨弓的同側坐骨支,坐骨海綿體肌所覆蓋,尿道海綿體從尿生殖隔下面前行在府側面,有球體積覆蓋形成,尿道球部遠端膨大形成陰莖頭海綿體。