Penis büyütme ameliyatları, yaygın olarak talep edilen cerrahi prosedürler arasında yer almamaktadır. Bu tür ameliyatların bazı durumlarda kalıcı hasara yol açabileceği endişesi bulunmaktadır ve deneysel penis büyütme yöntemleri hakkında yeterli bilimsel çalışma bulunmamaktadır. Penis uzatma amacıyla en sık uygulanan cerrahi yöntem, penisi leğen kemiğine bağlayan asıcı bağların kesilmesidir. Bu bağların kesilmesi, penisin daha aşağı sarkmasını sağlayarak daha uzun bir görünüm yaratır. Ancak, bu işlem ereksiyon sırasında peniste dengesizliğe neden olabilir.

Vücuttan alınan yağ ile yapılan penis kalınlaştırma işlemleri ise her zaman istenen sonuçları vermeyebilir. Enjekte edilen yağın bir kısmı vücut tarafından emilebildiği için bu durum peniste eğriliğe, şekil bozukluğuna ve asimetriye yol açabilir. Ayrıca, bu prosedürlerin potens ve ereksiyon yeteneğini olumsuz etkileyebileceği görüşleri de mevcuttur.