Anatomija penisa se nanaša na obliko in funkcijo moškega spolnega organa. Penis deluje tudi za odvajanje urina iz telesa. Notranji del penisa je sestavljen iz sečnice in spongioznega telesa. Zunanji deli vključujejo kožico in glavico. Razumevanje anatomije penisa pomaga razumeti, kako elementi tega organa delujejo skupaj.
Glans ali glava penisa je okrogla konica gredi, prekrita s tkivom, imenovanim sluznica. Glans vsebuje živčne končiče, zaradi katerih je občutljiv na dotik, zato se po spolnem občutku šteje za analognega ženskemu klitorisu. Sečnična odprtina na sredini glavice omogoča izločanje semena in urina iz telesa.
Os penisa je del med telesom in glavo ali glavico penisa. Je najdaljši del organa. Okvir vsebuje sečnično cev in spongiozno telo. Ko je penis pokončen, postane gred veliko večji in daljši. Krvne žile, imenovane hrbtne žile, lahko štrlijo iz gredi pokončnega penisa.
Corpus cavernosum je razširljivo gobasto tkivo, ki poteka po dolžini penisa v stolpcih. Ko je penis ohlapen, to tkivo ostane majhno, ko pa je moški vzburjen, postane večje. To je zato, ker kri napolni tkivo, da je penis pokončen. Ti prostori, napolnjeni s krvjo, se imenujejo endotelij. Ko so stimulirani živci v glavici in gredi, več krvi teče skozi krvne žile v ta tkiva.
Drug delujoči del anatomije penisa se imenuje corpus spongiosum. To gobasto tkivo v notranjosti gredi pomaga tudi pri izdelavi penisa v erekciji. Za razliko od corpus cavernosum ta del anatomije penisa deluje tudi tako, da ohranja odprto sečnico med erekcijo.
Sečnična cev v penisu poteka od odprtine glavice do mehurja. Dolga je približno 9 palcev (21 cm). Odseki sečnice se razlikujejo glede na njihovo lokacijo. Gobasta sečnica se nahaja v gredi, membranska sečnica pa se nahaja v bližini sfinktra sečnice.