การแข็งตัวขององคชาต (อังกฤษ: erection, ศัพย์การแพทย์: penile erection, penile tumescence) เป็นปรากฏการณ์ทางสรีรภาพของอวัยวะเพศชายในสัตว์หลายสปีชีส์ที่องคชาตแข็งตัวขึ้น คั่งไปด้วยเลือด และขยายใหญ่ขึ้นเป็นผลของปฏิกิริยาอันสลับซับซ้อนของจิตใจ ระบบประสาท ระบบหลอดเลือด และระบบต่อมไร้ท่อมักจะเกิดขึ้นพร้อมกับอารมณ์ทางเพศ แต่จริง ๆ อาจจะเกิดขึ้นเมื่อไรก็ได้รูปร่าง มุมตั้ง และทิศทางขององคชาตที่แข็งตัวมีความแตกต่างกันอย่างมากแม้ในหมู่มนุษย์โดยสรีรภาพแล้ว กระบวนการแข็งตัวขององคชาตเริ่มจากระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (ส่วนหนึ่งของระบบประสาทอัตโนมัติ)ที่เป็นเหตุให้ระดับก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (เป็นสารขยายหลอดเลือด) สูงขึ้นในหลอดเลือด trabecular และในกล้ามเนื้อเรียบขององคชาตหลอดเลือดนั้นก็จะขยายใหญ่ขึ้นทำให้เนื้อเยื่อคล้ายฟองน้ำที่เรียกว่า corpora cavernosa (ดูรูป)(และ corpus spongiosum แม้ว่าจะน้อยกว่า) เต็มไปด้วยเลือดและในขณะเดียวกัน ก็จะทำให้กล้ามเนื้อ ischiocavernosus และ bulbospongiosus เข้าไปกดหลอดเลือดดำของเนื้อเยื่อ จำกัดการไหลออกของเลือด (จากเนื้อเยื่อ) และการไหลเวียนของโลหิตที่ไหลเข้าไป (ในเนื้อเยื่อ)การแข็งตัวจะลดลงเมื่อการทำงานในระบบประสาทพาราซิมพาเทติกลดระดับลงไปเป็นปกติเพราะว่าเป็นการตอบสนองอัตโนมัติ การแข็งตัวอาจเกิดขึ้นจากสิ่งเร้าหลายอย่างรวมทั้งการเร้าอารมณ์เพศ (sexual stimulation[1]) และอารมณ์ทางเพศดังนั้น จึงไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจโดยสิ้นเชิงการแข็งตัวในระหว่างการนอนหลับหรือเมื่อตื่นนอนมีศัพท์ทางแพทย์ภาษาอังกฤษว่า nocturnal penile tumescenceและความปราศจากการแข็งตัวในระหว่างการนอนหลับสามารถใช้ในการแยกแยะเหตุที่เป็นไปทางกายภาพหรือทางจิตใจของภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศสาเหตุทางร่างกาย (ICD-10 N48.4) หรืออวัยวะเพศไม่ตอบสนอง (เหตุทางใจ ICD-10 F52.2)องคชาตที่ไม่แข็งตัวเต็มที่มีศัพท์การแพทย์ภาษาอังกฤษว่า partial tumescence