Η δεύτερη βασική ανδρική σεξουαλική λειτουργία (μετά τη στύση) είναι η εκσπερμάτιση – η διαδικασία κατά την οποία το σπέρμα ωθείται μέσω του πέους έξω από το σώμα. Πολλοί άνθρωποι εξισώνουν τον ανδρικό οργασμό με την εκσπερμάτιση. Ωστόσο, αυτές οι δύο διαδικασίες δε συμβαίνουν πάντα ταυτόχρονα. Πριν από την εφηβεία ένα αγόρι μπορεί να βιώσει εκατοντάδες «ξηρούς οργασμούς», δηλαδή οργασμούς χωρίς εκσπερμάτιση. Περιστασιακά, ένας άνδρας μπορεί να βιώσει παραπάνω από έναν οργασμό σε μία δεδομένη σεξουαλική συνεύρεση, με το δεύτερο ή τον τρίτο οργασμό να παράγει λίγο ή καθόλου σπέρμα. Επομένως, αν και ο ανδρικός οργασμός γενικά συσχετίζεται με την εκσπερμάτιση, αυτές οι δύο διαδικασίες δεν είναι ένα και το αυτό και δε συμβαίνουν απαραίτητα μαζί.
Από νευροφυσιολογική άποψη, η εκσπερμάτιση –όπως η στύση- είναι βασικά ένα νωτιαίο αντανακλαστικό. Ο αποτελεσματικός σεξουαλικός ερεθισμός του πέους (με το χέρι, το στόμα, ή τη συνουσία) καταλήγει στην αύξηση της διέγερσης των νεύρων μέχρι ένα κρίσιμο επίπεδο. Όταν αυτή η διέγερση φτάσει σε μία ουδό (κατώφλι), αρκετά εσωτερικά σωματικά συμβάντα πυροδοτούνται.
Η εκσπερμάτιση συμβαίνει σε δύο στάδια. Κατά τη διάρκεια του πρώτου σταδίου, που μερικές φορές ονομάζεται φάση της προώθησης, ο προστάτης, τα σπερματικά κυστίδια, και τα ανώτερα τμήματα του σπερματικού πόρου υφίστανται συσπάσεις. Αυτές οι συσπάσεις ωθούν διάφορες εκκρίσεις μέσα στους αγωγούς της εκσπερμάτισης και την προστατική ουρήθρα. Την ίδια στιγμή, και εσωτερικοί και εξωτερικοί ουρηθρικοί σφιγκτήρες (δύο μύες, ο ένας ευρισκόμενος εκεί όπου η ουρήθρα εξέρχεται της κύστης και ο άλλος κάτω από τον προστάτη) κλείνουν, παγιδεύοντας το σπερματικό υγρό στον ουρηθρικό βολβό (το τμήμα της ουρήθρας που ανήκει στον προστάτη, ανάμεσα σε αυτούς τους δύο μύες). Ο ουρηθρικός βολβός μεγεθύνεται σαν ένα μπαλόνι. Ένας άνδρας τυπικά βιώνει αυτό το πρώτο στάδιο ως μία υποκειμενική αίσθηση ότι ο οργασμός είναι αναπόφευκτος, το «σημείο χωρίς επιστροφή» ή η «αναπόφευκτη εκσπερμάτιση».
Στο δεύτερο στάδιο, που μερικές φορές αποκαλείται φάση εξώθησης, το συγκεντρωμένο σπερματικό υγρό ωθείται έξω από το πέος μέσω ισχυρών, ρυθμικών συσπάσεων των μυών που περιβάλλουν τον ουρηθρικό βολβό και τη ρίζα του πέους. Επιπλέον, εκδηλώνονται συσπάσεις κατά μήκος ολόκληρης της διαδρομής της ουρήθρας. Ο εξωτερικός ουρηθρικός σφιγκτήρας χαλαρώνει, επιτρέποντας το πέρασμα υγρού, ενώ ο εσωτερικός σφιγκτήρας παραμένει συσταλμένος για να εμποδίσει τη διαφυγή ούρων. Οι πρώτες δύο ή τρεις μυϊκές συσπάσεις γύρω από τη βάση του πέους είναι αρκετά ισχυρές και συμβαίνουν σε κοντινή χρονική απόσταση η μία από την άλλη. Το μεγαλύτερο μέρος του σπερματικού υγρού εξωθείται ως ανταπόκριση σε αυτές τις συσπάσεις. Αρκετές ακόμα μυϊκές αποκρίσεις εκδηλώνονται τυπικά, με σταδιακή μείωση της έντασης και επιμήκυνση των χρονικών διαστημάτων μεταξύ των συσπάσεων. Ολόκληρο το στάδιο εξώθησης συνήθως συμβαίνει σε 3 με 10 δευτερόλεπτα.
Μερικές φορές ένας άνδρας βιώνει οργασμό χωρίς άμεσο ερεθισμό των γεννητικών οργάνων. Η πιο γνωστή από αυτές τις εμπειρίες είναι η νυχτερινή εκσπερμάτιση, η οποία είναι κοινώς γνωστή ως υγρό όνειρο. Ο ακριβής μηχανισμός που προκαλεί αυτή την απόκριση δεν είναι πλήρως κατανοητός. (Οι γυναίκες επίσης βιώνουν οργασμό κατά τη διάρκεια του ύπνου). Η πιθανότητα για έναν άνδρα να φτάσει σε οργασμό ενώ είναι ξυπνητός χρησιμοποιώντας μόνο φαντασίωση είναι ελάχιστη. Ένα άλλο είδος εκσπερμάτισης προκαλούμενης χωρίς γεννητικό ερεθισμό που αναφέρουν οι άνδρες μερικές φορές είναι ο οργασμός κατά τη διάρκεια σεξουαλικού παιχνιδιού (δραστηριότητες όπως αμοιβαία φιλιά ή ερεθισμός του συντρόφου με το χέρι ή το στόμα) όταν δεν υπάρχει ερεθισμός του πέους.
