MastersとJohnsonによる研究では、4段階の性的興奮サイクルが指摘されています。
興奮段階は、基本的に欲求としてまとめられ、外部刺激（カップルがエロティックにキスしているのを見るなど）や内部刺激の結果として起こります。 男性の場合、これは最初の段階であり、男性が進んでセックスをするために必要なものです。
プラトー期を大まかにまとめると、オーガズムに達する前に肉体的に興奮する行為です。 これは、男性が実際に勃起する行為であり、一般の人々の多くが性的興奮の始まりだと勘違いしているものです。 プラトー期は、2つの方法のいずれかで引き起こされます。 1つは、内部刺激に対する生理的な反応である興奮段階を経ること。 もう1つは、外部からの刺激に対する生理的反応が引き金となって起こるものです。 興奮という行為自体が生理的な反応であるため、男性が実際にセックスを望まなくても勃起することができるのは、このプラトー期に到達する2つ目の方法です。
オルガズム段階は、実際にはかなり複雑です。 心拍数の増加、体温の上昇、呼吸の速さなど、前の2つの段階にはさまざまな物理的表現が関連していますが、これらはオーガズム段階では、性的反応サイクル全体の中で最も高いポイントにまで引き上げられ、物理的および神経化学的な他の反応も数多く見られます。 肉体的な反応としては、ペニスと肛門が一連の収縮を起こします。 収縮するたびに神経系に「衝撃」が伝わり、脳内にはたくさんの化学物質が放出されます（オキシコンチン、ドーパミンなど、愛と快楽に関連する化学物質があります）。 男性の場合、この段階で放出される主な化学物質はドーパミンで、純粋に快楽の化学物質として機能します。 ドーパミンは純粋に快感物質として機能します。（ドーパミンは、性器、腰、背中に快感を感じていることを示す信号です。 少数の人は、太ももの上部でも経験します。
解決段階は、性的反応サイクルの終わりを告げるもので、心拍数と体温を下げて体を正常に戻します（体温低下の一部として汗が放出されるので、ほとんどの場合、その後は汗だくになります）。 また、呼吸もゆっくりになります。 男性の場合、この時期には、誰かに恋をしているときの主要な化学物質であるオキシコンチンが最も多く分泌されます。 残念ながら、私たちの体は愛する人と浮気相手を区別することができません。そのため、短期間の恋愛でも心痛に見舞われることがありますし、セフレのような関係でもうまくいかないことが多いのです。 私たちの脳は、特定の感情や感覚を関連付けようとする、非常にパターン化された基盤で動いているため、時間が経つにつれて、ドーパミンやオキシコンチンの感覚で性交する相手を関連付けてしまいます。 これは本質的に、私たちが人を好きになり、それを維持する方法を要約したものです。 脳がこれらの化学的報酬をその人と関連付けるのをやめると、私たちは愛を失います。
この研究は広範囲にわたっていますが、いくつかの注目すべき欠陥がありました。
最も単純でわかりやすい欠陥は、女性の興奮時に起こる膣内の潤滑の増加を、男性の勃起と同等のものとして比較しようとしたことです。
もう1つの大きな批判は、MastersとJohnsonが、男性は1つのサイクルで1つのオーガズムしか得られないと主張したことです。 しかし、HartmanとFithianの研究やZilbergeldの研究によると、大多数の男性は覚醒中に1回のオーガズムしか得られない一方で、ResolutionとDesireの段階を飛ばして、Orgasmicの段階からPlateauの段階に直接進むことができる男性もいることが実証されました。
もう1つの問題は、彼らのサイクルが、男性には完璧に機能するものの、女性にはうまく機能しないようだということです。
彼らの研究によると、男性は1時間で最大12回のオーガズムを得ることができ、サイクルのすべてのフェーズを通過するのに十分な長さであることが実証されました。
興奮段階は、男性と女性で明らかに異なることも示されました。 男性は、ほぼ独占的に、好みの性別に興奮します。 バイセクシャルのような少数の男性は、どちらの性別にも同じように興奮することがわかりました。 女性はその逆であることがわかった。 大多数の人は、親密な行為をしているカップルのどんな組み合わせを見ても興奮することができました（あまり評判のよくない検証として、女性のポルノ消費は3つのカテゴリーに分類されていますが、そのうちの最初の2つがこの質問に当てはまります。 人間以外のペアでの性行為も同様です。
段階が行われる順序に関しては、他にも注目すべき違いがあります。
MastersとJohnsonが使用した4段階のモデルでは、設定された順序で段階を追うには単に時間が足りません。 女性の「興奮期」と「停滞期」は逆の順序であるという証拠が増えてきています。 そう、正しい読み方です。
プラトー期を第1期に、エキサイトメント期を第2期にすることで、女性がオーガズムを得られる頻度や、連続して複数のオーガズムを得られるかどうかという問題を解決することができます。 女性に「プラトー」、「興奮」、「オーガズム」、「解決」のモデルを用いると、クリトリスを継続的に刺激することで、オーガズムとオーガズムの間に休憩を必要とせずにオーガズムを達成することができます。
さらに、興奮期の長さや最初のオーガズムに到達するまでの時間など、他の問題も解決されます。 男性の興奮期は、一般的に30分以内と短いです。
さらに、物理的な刺激が加えられるプラトー期の始まりからオーガズム期の達成まで、最初のオーガズムを達成するのにかかる時間は、男性が平均3～5分であるのに対し、女性は平均20分程度です。 生物学的には、非常に短い時間で数多くのオーガズムを達成する能力と、ある種のトレードオフの関係にあるようです。