Při penilní pletysmografii je měřena změna objemu penisu při erekci. Ta je vyvolána prohlížením obrázků, na nichž jsou nazí lidé. Penilní pletysmografie je používána především v soudním lékařství pro odhalení sociálních deviací, především pak pedofilie.
Je-li muž sexuálně vzrušen, dojde k rozšíření tepen, které mají na starosti přívod krve do topořivých těles penisu, zatímco žíly odvádějící krev z penisu jsou přiškrceny. Následuje ztopoření penisu a zvětšení jeho objemu. Při tomto vyšetření je používán speciální přístroj, tzv. pletysmograf, který měří změnu velikosti penisu. Přesnější, avšak větší a méně pohodlný je přístroj falopletysmograf, jenž má za úkol změřit změnu objemu, případně i obvodu pomocí cívky, avšak toto měření nebývá přesné. V případě měření ženy je používán vulvopletysmograf.
Na toto vyšetření není potřeba se nijak připravovat.
Na začátku vyšetření je na penis připevněn pletysmograf. Následně si vyšetřovaná osoba prohlíží obrázky, na nichž jsou oblečení i nazí lidé obou pohlaví a různého věku, obrázky zachycují i různé situace.
Výsledek penilní pletysmografie má lékař k dispozici ihned. Na základě výsledků pak může doporučit vyšetřované osobě terapii, díky které se osoba s výsledkem vyšetření snadněji vyrovná.