Al ser causada por diversas enfermedades, se impone un estudio multidisciplinario integrado en un mismo equipo de trabajo. Se realiza una exhaustiva historia clínica del caso, se realizan estudios bioquímicos y hormonales, un perfil psicológico, pruebas vasculares y estudios radiológicos. Todo esto, sumado a un examen físico uroandrológico, cardiocirculatorio y neurológico, conduce al diagnóstico.
Se requieren análisis de sangre para medir los niveles de testosterona y, si es necesario, los de prolactina para determinar si hay problemas del sistema endocrino. Pueden ser necesarios diversos exámenes específicos para detectar la DE, como pruebas de respuesta eréctil tras inyección de medicamentos que dilatan los vasos sanguíneos del pene o detección de erecciones nocturnas mediante diversos dispositivos.

A useful and simple way to distinguish between physiological and psychological impotence is to determine whether the patient ever has an erection. If never, the problem is likely to be physiological; if sometimes (however rarely), it could be physiological or psychological. The current diagnostic and statistical manual of mental diseases (DSM-IV) has included a listing for impotence.

Con menos frecuencia se da en enfermedades del cerebro, como Parkinson, Alzheimer, trombosis y embolias cerebrales. También las alteraciones de la médula espinal, como la hernia de disco, fracturas de columna vertebral con daño medular. Las personas que han sido tratadas quirúrgicamente por cáncer de próstata, colon o recto, también pueden padecer disfunción eréctil.

Cavernosography measurement of the vascular pressure in the corpus cavernosum. Saline is infused under pressure into the corpus cavernosum with a butterfly needle, and the flow rate needed to maintain an erection indicates the degree of venous leakage. The leaking veins responsible may be visualized by infusing a mixture of saline and x-ray contrast medium and performing a cavernosogram.[20] In Digital Subtraction Angiography (DSA), the images are acquired digitally.
La causa más común de DE es el daño a los nervios, a las arterias, a los músculos lisos y a los tejidos fibrosos, a menudo como resultado de una enfermedad. Enfermedades tales como la diabetes, las afecciones del riñón, el alcoholismo crónico, la esclerosis múltiple, la arteriosclerosis, la psoriasis, las enfermedades vasculares y las enfermedades neurológicas son responsables de alrededor del 70 por ciento de los casos de DE. Entre el 35 y el 50 por ciento de los varones con diabetes padecen DE.
Entre las causas psíquicas se encuentran el miedo a fallar, la ansiedad, el estrés, la tensión y el nerviosismo. Todas ellas influyen de manera negativa puesto que estimulan la producción de adrenalina por parte del sistema nervioso, que afecta al ritmo cardíaco y disminuye el grosor de las arterias. Como consecuencia de la vasoconstricción que se produce, la circulación de la sangre al pene llega defectuosa. Además, existen casos de causas mixtas donde pueden coexistir las orgánicas y psíquicas.
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