Stejně jako v otázce tělesné výšky a hmotnosti, existují i ve velikosti mužského penisu velké rozdíly. Bylo provedeno několik studií, přičemž jednu z nejvýznamnějších uskutečnil americký sexuolog a vědec Alfred C. Kinsey. Ten nejprve stanovil metodu měření velikosti pohlavního údu — pomocí krejčovského centimetru nebo skládacího metru se změří ztopořený penis od kořene na břišní straně až po špičku žaludu — a potom sesbíral údaje od dobrovolných účastníků výzkumu.
Pokud se ze získaných dat vybere pět nejčastěji uváděných údajů, pak se dojde k závěru, že se asi u 70 % všech mužů pohybuje velikost ztopořeného údu někde mezi 14 a 16,5 cm. V Kinseyově průzkumu se nejčastěji vyskytovala hodnota 15,2 cm. Novější výzkumy ukázaly podobné výsledky. V jedné studii na univerzitě v Kalifornii, kde bylo zkoumáno 60 mužů, byla zjištěna průměrná délka penisu 14,3 cm a obvod 12,4 cm, v obdobném výzkumu v Brazílii se 150 muži byla naměřena průměrná délka pouze o něco málo větší — 14,5 cm s průměrným obvodem 11,9 cm.
Také jedna podobná studie v sousedním Německu zjistila zajímavé údaje: ve ztopořeném stavu se velikost penisu pohybuje mezi 10 a 19 centimetry. Průměrná hodnota činí 14,48 cm. Průměr pyje se pohybuje kolem 3,95 cm, což odpovídá obvodu 12,4 cm. Rovněž bylo zjištěno, že věk nehraje žádnou roli v rozdílech velikosti penisu. Snad jen v šířce žaludu a kořene pyje jsou na tom mladší muži o něco lépe. Růst penisu je ukončen ve věku 18 až 19 let.