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  依據情況的不同,人會因各種因素感受到生理或心理上的性興奮。性興奮可能因另一名人物、該名人物的某特定部分,或其他非人的物品而起。對性感帶的刺激或性前戲皆可讓人感到性興奮,尤其是當心理上對即將發生的性行為有所預期時。性興奮可能因為浪漫的環境、音樂或其他令人放鬆的情境而加強。產生性興奮的刺激要素、程度因人而異,也可能隨著時間改變。  造成性興奮的刺激要素可依接收的感官不同進行分類:包括觸覺、視覺或嗅覺。性興奮也有可能因聽覺而產生,但聽覺一般被歸類為次要的性興奮因素。包括對話、閱讀、電影、影象、氣味或環境等,任何能讓人喚起與情色相關的想法或記憶的事物,都是能造成性興奮的情色刺激要素。在正確的情況脈絡下,這些要素可能接著讓人產生進行生理上接觸的慾望,包括親吻、擁抱或撫摸性感帶等。人在感到性興奮後也可能渴望身體上平常較為隱私之部分(例如胸部、乳頭、臀部或生殖器等)的刺激,或直接的性行為。另外,放屁和排便也能帶來性興奮。  性興奮的刺激來源也可能與伴隨其後的性渴望物件無關。例如許多人會因裸體或色情描寫作品而感到性興奮,其後可能會產生一種非特定的性渴望,並能夠透過性行為獲得滿足。當性興奮的刺激來自物品的使用時,這被稱為戀物或性慾倒錯。  在一般認知下,女性感到性興奮需要較長的時間。然而科學研究顯示,男性與女性感到性興奮需要的時間並無顯著差異。加拿大麥基爾大學的科學家使用感熱攝影來記錄生殖器附近的溫度變化,藉此來測量達到性興奮所需要的時間。研究員分析每位受測者觀看情色影片或圖片後達到性興奮最高點所需要的時間,發現男性與女性所需的時間幾乎相同,平均約為10分鐘左右。而性前嬉所需要的時間則因人而異,也可能受各種因素影響而隨時改變。  與許多其他的動物不同,人類並無繁殖季節,因此一整年都可能受性刺激影響感到性興奮。

  性刺激可能導致各種生理上的不同反應,最顯著的變化發生在性器官(生殖器官)。男性的性刺激反應通常是指陰莖的發熱和海綿體充血產生的勃起。這是男性性興奮時最顯著與最可靠的指標象徵。對女性來說,受到性刺激後會往陰蒂和陰戶的血液流量增加,以及滋潤液的產生。

  有科學資料表明包皮環切術會使人腦內的神經有改變,降低了性敏感度。這是有爭論的。也有研究表明男性的女伴也有性刺激的變化。

  雖然人類的對自己的性行為已有著充分研究,但科學家仍無法完全瞭解其他動物之間的性關係。然而目前的研究顯示,許多其他的動物與人一樣,也能享受不以繁衍後代為目的的性行為。例如海豚和倭黑猩猩會將性行為當作一種「強化和維持關係的社交工具。」動物行為學家也長期以來記錄著社會性動物間以性行為來凝聚團體的活動。
性刺激是能激起性興奮、性衝動或性快感的感官刺激,可以是視覺的刺激,觸覺上的刺激,或其他感官上的刺激。