从适当位置切断阴茎上的浅悬韧带和深悬韧带，可以使埋藏在会阴的那段阴茎海绵体分离出来，其体外部分即能因此而延长3～5厘米，再用阴囊上端皮肤或邻近皮瓣覆盖被分离出来的海绵体的创面，使缺损的阴茎可延长3～5厘米。由于海绵体保留了自身的神经、血管和正常海绵体结构，重建的阴茎除了有近于正常的长度外，还有感觉和勃起功能。
其实手术使阴茎延长，都是相对延长。打比方说，如果把阴茎比作一棵小树，而小树入土部分的根又有3尺长的话，医生所作的延长手术就是将小树的根从土里面拔出1尺，其结果就使得小树长出了1尺。因为扎根于地下的小树被拔高后，仍然有剩下的两尺树根来吸收营养和水分，并不会死去。现在的阴茎延长手术也是这个道理，通过将阴茎相对地拔出一部分达到延长的效果，同时不影响阴茎的感觉和勃起——有经验的整形外科医生在手术时，会保护好支配阴茎的每根细小的神经和供给阴茎血液的血管。
单一阴茎增粗术在临床上较延长术少些，一般都是在做延长术后，再用皮瓣，自体脂肪移植等方法加粗阴茎。传统阴茎增粗术是在阴茎的表皮与海绵体之间填进脂肪、皮瓣，或施行阴茎假体植入术，这些方法只是增大了阴茎的外壳，而不能获得正常的生理功能。现在据说有“海绵体加大法”能直接加大阴茎的海绵体，因而能从根本上改善器官的生理功能，这对阴茎短小的男士具有特殊意义。但有些专家对海绵体加大手术作出低调评价：这种方法由于受本身就已经发育不良的阴茎海绵体的限制，术后阴茎增大程度极其有限，也较少采用。
还有英捷尔法勒注入法，虽然不用开刀、无痕，但英捷尔法勒临床不稳定，效果不确切。已经出现了因使用英捷尔法勒丰乳和阴茎增粗而导致乳房或阴茎坏死的病例。所以医生在选择作这类手术时，非常谨慎。
行手术治疗者术前要有充分的心理准备，而且手术不能做到想要多长就有多长，它受到体内阴茎发育状况限制。一般手术多需连续硬膜外麻醉，手术时间为1小时左右，术后需休息1～2周。
