El ciclo de respuesta sexual humana se ha descrito como un proceso de cuatro fases: excitación, meseta,
orgasmo y resolución.
La fase de excitación puede durar desde unos cuantos minutos a varias horas. Durante la fase de excitación y la siguiente (meseta), tanto el hombre como la mujer
experimentan una tensión muscular incrementada así como del ritmo cardiaco, el rubor sexual (enrojecimiento de la piel en el pecho y el cuello), erección de los pezones y vasocongestión de los genitales que conllevan al agrandamiento del clítoris y los labios interiores en las
mujeres, y la erección del pene en los hombres. En las mujeres las paredes vaginales “sudan” un fluido lubricante, sus pechos se agrandan y el útero se eleva y aumenta de tamaño. El tercio exterior de la vagina femenina se inflama y el músculo pubococcigeo que rodea la abertura vaginal se tensa. Juntas, estas reacciones conforman la “plataforma orgásmica”. Otras respuestas tienen lugar en el hombre. Los testículos se elevan y aumentan de tamaño, la piel de los escrotos se hace más tersa y las glándulas de Cowper (órganos del tamaño de cacahuetes localizadas bajo la glándula prostática) secretan un fluido lubricante claro.
Las fases de la respuesta sexual no están claramente delimitadas y el clítoris, los labios o el pene pueden no experimentar una erección hasta la segunda fase de meseta. En esta fase el clítoris puede tornarse doloroso al tacto al recogerse bajo su sostén. Las respuestas fisiológicas que comenzaron en la fase de excitación pueden extenderse e incrementarse en intensidad.
Durante la fase orgásmica el hombre y la mujer experimentan espasmos musculares involuntarios, un nivel elevado de presión sanguínea y frecuencia cardiaca, respiración acelerada, contracción del esfínter rectal, espasmos carpeanos en los pies y una repentina descarga de la tensión sexual. Los orgasmos femeninos se caracterizan por contracciones rítmicas (aproximadamente cada 0.8 segundos) del útero y la plataforma orgásmica que aprisiona al pene durante la cópula facilitando el orgasmo. Algunas mujeres experimentan durante el orgasmo la eyaculación de un fluido producido por la estimulación del punto Grefengerg (G). El punto G está localizado dentro de la vagina aproximadamente a una pulgada en la pared anterior, justo debajo del hueso púbico. Estimulando el punto G se desencadena la producción y expulsión de fluido desde la glándula de Skene. Esta glándula es la equivalente de la glándula prostática en el hombre.
Actualmente se debate sobre si los orgasmos alcanzados por estimulación vaginal son diferentes de aquellos que se consiguen únicamente por estimulación del clítoris. Masters y Jonson sostienen que solo existe un tipo de orgasmo físico femenino, ya sea que el clítoris, la vagina o ambos sean estimulados. Otros investigadores sugieren que existen al menos tres tipos diferentes de orgasmos femeninos: el orgasmo vulvar, producido fundamentalmente por la estimulación del clítoris; el orgasmo uterino, producido principalmente por la penetración vaginal y estimulación del punto G; y el orgasmo combinado, que es una combinación de ambos estímulos. No obstante, todos concuerdan que el orgasmo en si mismo, o el tipo de orgasmo que alguien experimenta es menos importante que la capacidad de expresar y disfrutar la sexualidad.
En los hombres el orgasmo está casi siempre acompañado de la eyaculación. Una sola eyaculación contiene alrededor de 300 millones de espermatozoides en un medio líquido llamado semen. La eyaculación es un proceso de dos fases. En la fase de emisión, el fluido seminal se acumula en el bulbo uretral de la próstata causando una sensación de inevitabilidad. Durante la fase de expulsión, el cuello de la vejiga se cierra para garantizar que no se mezcle orina con el semen. Los músculos en la base del pene y la uretra se contraen a intervalos de aproximadamente 0.8 segundos para forzar la salida del semen por la abertura uretral. Algunos hombres experimentan una eyaculación seca o “retrógrada” debido a influencias genéticas, enfermedades, medicamentos, cirugía o daño de las válvulas uretrales que controlan el flujo del semen causando la eyaculación al vacío dentro de la vejiga en lugar de ser expedido a través del pene.
Durante la fase de resolución tanto el hombre como la mujer retornan a los niveles normales de tensión muscular, frecuencia cardiaca y presión sanguínea. El rubor sexual se desvanece, la erección de los pezones decrece y la vasocongestión que causa el aumento de los labios y el clítoris, así como la erección del pene, desaparecen. En las mujeres el clítoris desciende bajo su cubierta y se torna menos sensitivo, cesa la lubricación vaginal, los pechos retornan a su dimensión normal, la plataforma orgásmica se disipa y el útero vuelve a su estado preliminar. En los hombres los testículos retoman su dimensión normal, la piel de los sacos escrotales se relaja y las glándulas de Cowper detienen su secreción. Aunque muchas mujeres y algunos hombres pueden transitar rápidamente a través de las fases de excitación, meseta y orgasmo, la mayoría de los hombres experimentan un período de recuperación posterior al orgasmo durante el cual no son capaces de reexperimentar la erección y el orgasmo por un lapso que va desde algunos minutos a horas o días, dependiendo de la edad, factores genéticos y la salud general.
Existen enormes diferencias fisiológicas en el ciclo de respuesta sexual de ambos sexos. Sin embargo, la experiencia subjetiva del orgasmo parece ser tan similar en ambos, que los investigadores no son capaces de determinar el sexo del autor que relata las experiencias orgásmicas.