BJU2015年 阴茎长度调查统计 蓝色:勃起 红:常态下
BJU2015年 阴茎周径调查统计 蓝色:勃起 红:常态下
在人类阴茎长度方面的研究有很多门类。很多情况下得到的数据在统计学上是不可靠的：因调查男性阴茎长度的研究时，性器较小的男性可能拒绝受测，相较之下较大并引以为豪的男性自然更愿意受测。目前尚不知这种统计偏差在研究中是否被注意到，或是有其他避免办法。而自测的数据也有很大问题，因为一些人会夸大数据或是无法、不愿测量自己的阴茎[4]。
疲软时长度
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疲软状态下的阴茎（无病恙）长度是和勃起长度是不成比例的。每个男性在这两种情况下的差别会非常大。因此一个比平均长度短的阴茎可能在勃起时会增长5倍、增粗2倍，而相反的是，一个比平均长度长的阴茎可能在勃起时只能增长1.5倍。阴茎筋膜和阴囊都属于平滑肌的一部分，提睾肌很少或是不受人体的控制。在特定情况下，平滑肌通常会缩小从而影响到疲软状态下的阴茎长度，而此时阴茎会缩短更多。这种情况通常发生在处于冷空气的环境、心情忧虑焦躁和做运动等情况下。生理学认为寒冷会导致对人体四肢的供血减少，这也就包括外生殖器。还有人认为在紧张或是做运动的情况下，阴茎的收缩能减少对其的伤害。
Journal of Urology（1996年9月）认为疲软状态下的阴茎长度为8.8公分。（由调查人员测量）[5]
牵拉时长度
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阴茎牵伸长度的测量
牵拉后的长度与勃起的长度基本相同。检查者以拇指和食指握持阴茎冠状沟两侧，在水平位置(阴茎与身体或90°夹角)牵拉阴茎至不能再牵长为止，按压耻骨脂肪以硬尺抵住，测量龟头前端至耻骨联合的距离长度。[6]
BJU int. 2015年 对高加索人调查 14160例 牵拉长度 13.24±(标准差)1.89cm[1]
中华泌尿外科杂志 1992年 中国男性2547例 阴茎牵长度13.34±(标准差)1.20cm 95%正常范围11.0cm～15.7cm 最低8.5cm 最大18.0cm[7]
小阴茎的例子（勃起时长度小于 7 厘米）International Journal of Impotence Research 2014年 中国男性5196例 阴茎牵长12.9±(标准差)1.2cm 最短8.0cm 最长17.0cm[8]
勃起后的长度
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阴茎必须在被测者站立的时候测量，并且阴茎必须和地面保持水平。尽量压低耻骨联合前脂肪。然后沿阴茎的上方从底部一直量到其顶端。从阴茎的下方测量的数据是不准确的。并且在被测者蹲坐或是平躺时测量的数据也是不准确的。有好几组关于阴茎完全勃起时的长度数据（从阴茎顶部测量到腹股沟处）。这主要是靠被测者自测而得到的数据，其中还包括网上调查到的数据。
《Journal of Urology（英语：The_Journal_of_Urology）》（1996年9月）认为阴茎勃起的平均长度为12.9公分。（由调查人员测量）[5]
International Journal of Importance Research（2000年12月）认为阴茎勃起的平均长度为13.6公分。（由调查人员测量）[9]
LifeStyles Condoms（英语：LifeStyles_Condoms）于2001年在墨西哥的坎昆测量到的数据为14.9公分，标准偏差为2.1公分。（由调查人员测量）[10]
Sizesurvey.com通过网络调查得到的数据为16公分[11]。
Jackinworld.com通过网络调查得到的数据为15.6公分[12]。
BJU int. 2015年经过对692例高加索人的勃起长度调查后，认为其长度为13.12cm，标准偏差为1.66cm；381例的对象中，平均勃起周径为11.66cm，标准偏差为1.10cm[1]。
2014年，International Journal of Impotence Research刊载的一篇对5196名中国成年男性进行的阴茎勃起长度调查报告中表示，其平均勃起长度12.9cm，标准偏差为1.3cm，最短9.1cm，最长16.0cm；勃起周径10.5cm，标准偏差为0.9cm[8]。
勃起后的周径
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要测量阴茎完全勃起状态下的周径，大多情况下临床会使用一根带子来测量阴茎的长度。然后再把在阴茎三个部位（龟头处、阴茎中段、阴茎根部）测量到的数据取平均值从而得到最后结果[13]。
出生时的尺寸
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出生时阴茎的拉伸长度在4公分左右，其中90%的新生男婴都在2.4至5.5公分之间。在出生至五岁的这段时间内阴茎会有限度的发育变长，但在五岁至青春期这段时间内阴茎却发育的很慢。在青春期到来之间测量到的数据是6公分，但在五年之后就立即会达到成人的长度。W.A. Schonfeld在1943年发布一组阴茎增长的数据。[14]
同性恋阴茎尺寸
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加拿大一项研究指出，同性恋及异性恋的生理男性阴茎尺寸确实有差异，结果显示，同性恋的阴茎比异性恋的要大，并且这项结果来自抽样误差的比例极低。
布鲁克大学心理学系和社区健康科学系教授安东尼（Anthony F. Bogaert），专注在人类性行为及性取向等相关研究，过去曾发表一项学术论文，探讨性取向与阴茎尺寸的关系。研究中抽样调查4000人后发现，同性恋的阴茎在长度和尺寸上，无论正常垂下或勃起时，都较异性恋的阴茎粗大。
据日本将研究原文所用之单位由英吋转为公分后的译本指出，同性恋在勃起时，平均长度达16.41（误差2.03）公分，而异性恋则为15.6（误差1.88）公分，差距0.8公分左右。厚度上，同性恋勃起时阴茎较异性恋厚度多约0.38公分。
值得一提的是，一般调查结果的P值若小于0.05，即表示“从统计上来说，这不可能是偶然的”，而这项研究结果强调每项阴茎尺寸差异“P<0.0001”，显示其调查结果来自于抽样误差的比例极低。