Penis büyütme ameliyatı yaygın talep gören bir cerrahi işlem değildir. Bu ameliyatın bazı durumlarda kalıcı hasara yol açabileceği düşünülmektedir. Ancak, deneysel olarak uygulanan penis büyütme ameliyatları hakkında yeterli bilimsel çalışma bulunmamaktadır. Penis uzatma amacıyla en sık kullanılan cerrahi yöntem, penisi leğen kemiğine bağlayan tendonların kesilmesidir. Bu bağlar kesildiğinde penis daha fazla aşağı doğru sarkar ve bu da daha uzun görünmesine neden olur. Ancak tendonların kesilmesi, ereksiyon halindeki penisin dengesiz olmasına yol açabilir.

Vücuttan alınan yağ kullanılarak yapılan penis kalınlaştırma işlemi de istenen sonucu vermeyebilir. Çünkü enjekte edilen yağın bir kısmı vücut tarafından emilir ve bu durum peniste eğrilik, şekil bozukluğu ve asimetriye neden olabilir. Ayrıca, bu işlemlerin cinsel gücü azaltabileceği ve ereksiyonu engelleyebileceği görüşleri de mevcuttur.