有早泄的男性比沒有早泄的男性其球海綿體肌反射要快。這一點支持了早泄的男性具有生物學的易感性，導致陰莖更敏感的理論，因此這種情況可能是由於龜頭神經的高度敏感性所致，對脊髓神經中樞過多的刺激最終誘發射精。
應用生物震撼閾測量法對120名早泄病人和66名性功能正常的男性自願者的龜頭、陰莖體、陰囊和示指(作爲對照)的敏感性進行測定，通過這項研究我們已證實了早泄具有這種器質性的病變基礎。龜頭、陰莖體的生物震撼閾測量參數表明早泄的病人比正常人的明顯低，這說明早泄是與陰莖的高敏感性密切相關的。
其他人研究了皮層激發電位後發現了類似的結果，指出了早泄男性與正常男性之間的不同之處。通過測量陰莖體和龜頭激發電位的潛伏期及振幅，我們測定了34名早泄男性和30名正常男性的皮層軀體感覺的激發電位。早泄病人其支配龜頭的背側神經的平均潛伏期和振幅均比對照組短、小。這說明早泄病人的龜頭有高度的敏感性和興奮性，從而導致無法控制射精。
已知一些器質性的損傷和疾病會導致早泄，其中包括腹主動脈瘤手術所致交感神經系統的損傷，骨盆骨折，前列腺增生症和前列腺炎，尿路感染，糖尿病，小動脈硬化，心血管疾病，生殖泌尿系局部的疾病，全身性神經系統疾病和局部感覺器的損傷。其它相對少見的原因包括假性紅細胞增多症和多神經炎。
