陰莖勃起由陰莖組織中的cGMP介導，cGMP活性增高可導致陰莖平滑肌鬆弛和勃起。正常男性在性刺激時副交感神經興奮，刺激非腎上腺素非乙酰膽鹼能神經元釋放一氧化氮，後者激活鳥苷酸環化酶使環磷酸鳥苷合成增加，陽痿患者由於器質性或心理性因素導致產生cGMP的能力下降。
西地那非是Ⅴ型磷酸二酯酶（PDE5）的選擇性強抑制劑，而PDE5爲主要存在於陰莖中的一種磷酸二酯酶，負責cGMP的降解，西地那非正是通過抑制PDE5來提高cGMP的活性和作用時間，從而改善陽痿症狀。因該作用機制需要一氧化氮的存在，故西地那非只有在性刺激的情況下才能發揮作用。研究表明在口服西地那非治療陽痿的患者中，多是由於療效不佳纔會選擇停藥，很少出現由於副作用而不得不停藥的患者，所以西地那非具有很好的耐藥性，但仍存在一定的藥物副作用，如顏面潮紅、頭暈、視覺異常、鼻塞及頭痛。絕大多數不良反應爲輕度和暫時性的，且不需要任何處理即恢復，說明西地那非有良好的安全性。
研究人員認爲最好的陽痿治療藥物應爲具有可靠的治療效果、極少的副作用且應用簡便。西地那非與此相符，該藥服用方便，作用自然，療效顯着，安全性好。此外口服給藥允許多次治療、無創傷，患者較容易接受。
