La chirurgie d'augmentation pénienne ne figure pas parmi les interventions chirurgicales les plus demandées. On considère que cette opération peut, dans certains cas, causer des dommages irréversibles. Cependant, il n'existe pas suffisamment d'études sur la chirurgie d'augmentation pénienne réalisée de manière expérimentale. La technique chirurgicale la plus courante pour allonger le pénis consiste à sectionner les ligaments qui relient le pénis au pubis. La section de ces ligaments permet au pénis de pendre davantage, donnant ainsi l'illusion d'une plus grande longueur. Toutefois, la section des ligaments peut entraîner une instabilité du pénis en érection.

L'augmentation de l'épaisseur du pénis par injection de graisse prélevée sur le corps peut ne pas donner les résultats escomptés. En effet, une partie de la graisse injectée dans le pénis étant résorbée par l'organisme, cela peut entraîner une courbure, une déformation et une asymétrie du pénis. De plus, il est également suggéré que ces interventions puissent diminuer la puissance et empêcher l'érection.