排尿是一種複雜的反射活動，但經常在高階中樞控制下進行。當膀胱內貯尿量達到一定程度（400毫升左右），膀胱內壓升高到15釐米水柱（1。36釐米水柱=1毫米汞柱）以上時，膀胱被動擴張，使膀胱壁內牽張感受器受到刺激而興奮，衝動沿盆神經傳入纖維傳到骶髓的排尿反射初級中樞；同時由脊髓再把膀胱充脹的資訊上傳至大腦皮層的排尿反射高階中樞，併產生尿意；大腦皮層向下發放衝動，傳至骶髓初級排尿中樞，引起盆神經傳出纖維興奮，同時抑制腹下神經和陰部神經，從而引起膀胱壁逼尿肌收縮，內、外括約肌舒張，將貯存在膀胱內的尿液排出。

當逼尿肌開始收縮時，又刺激了膀胱壁內牽張感受器，由此導致膀胱逼尿肌反射性地進一步收縮，並使收縮持續到膀胱內尿液被排空為止。排尿時，逼尿肌收縮可使後尿道縮短並加寬，於是膀胱內壓升高，尿道阻力減小，尿液被送入後尿道。當尿液進入後尿道時，尿液還可刺激尿道的感受器，衝動沿盆神經再次傳到骶髓排尿中樞，進一步加強其活動。

此外，提肛肌和會陰肌的鬆弛，也可縮短後尿道並減小尿道的阻力。與此同時，聲門關閉，膈肌下降和腹壁收縮，先是使腹內壓增加，隨後膀胱內壓也升高，也加速了尿的排出。排尿結束後，尿道外括約肌立即收縮，隨後內括約肌緊張性慢慢地增強，膀胱逼尿肌舒張，內壓降低至零。

使尿液再度進入膀胱。大腦皮層等排尿反射高階中樞經常對骶髓排尿反射低階中樞施以易化或抑制性影響，以控制排尿反射活動。