ペニス増大手術と一口に言っても、アプローチする部位や使用する材料によって施術内容は大きく枝分かれします。主流とされるのは、亀頭や陰茎シャフト部へのフィラー注入（ヒアルロン酸や自家脂肪）、包茎手術と同時に行われることの多い長茎術、さらに異物を埋め込むプロテーゼ挿入です。しかし、形成外科や泌尿器科の専門医が警鐘を鳴らす通り、どの術式にも固有かつ決定的なデメリットが潜んでいます。
まず、手軽さから選ばれやすい亀頭増大におけるフィラー注入ですが、最も恐ろしい亀頭増大のリスクは血管塞栓と組織壊死です。亀頭は毛細血管の塊であり、注入圧のコントロールを誤って微小動脈に製剤が迷入すると、血流が遮断されて組織が急速に虚血状態に陥ります。最悪の場合、亀頭の一部または全体が黒変して壊死に至る危険性すら否定できません。
製剤ごとの特性にも注意が必要です。ヒアルロン酸注入のしこり（肉芽腫やカプセル拘縮）は代表的な後遺症の一つです。体内に吸収されにくい高分子の架橋ヒアルロン酸を過剰に注入した結果、不均一に固まり、パートナーとの性交渉時に激痛を与えたり、凹凸が浮き出て異様な外観を呈したりするケースが頻発しています。一方、拒絶反応が少ないとされる自家脂肪注入における壊死も深刻です。一度に大量の脂肪を注入しても毛細血管が新生されず、中心部の脂肪細胞が酸素不足で死滅し、油の塊となって石灰化や嚢胞（のうほう）、感染症を引き起こす悪循環に陥ります。
物理的な長さを引き出すとされる長茎術のデメリットも見逃せません。長茎術の多くは、恥骨と陰茎を繋ぎ止めている「陰茎吊り靭帯」を切離し、体内に埋もれている陰茎を引き出す手法をとります。しかし、吊り靭帯は本来、勃起したペニスを上向きに力強く支える支柱の役割を果たしています。これを切断すれば、平常時の見かけ上の長さは1〜3cm程度伸びたように見えても、勃起時の角度が著しく下がる、あるいはグラグラと揺れて根元の固定力が失われるという機能低下を招きます。さらに、切開した恥骨周辺組織が瘢痕拘縮を起こし、術前よりもペニスが体内に引き込まれて短小化する「再埋没」のトラブルも報告されています。
さらに見過ごせないのが、陰茎背神経を損傷することによる増大手術の感覚鈍麻です。陰茎の皮膚直下には快感を伝える神経幹が走行しており、過度な剥離や不適切な注入圧によって神経が圧迫・切断されると、亀頭や陰茎皮膚の感度が著しく鈍化します。快感を得にくくなるばかりか、深刻な射精障害や勃起不全（ED）を併発する事態も現実に起きています。加えて、切開部には一生消えない増大手術の傷跡が残り、ツートンカラーの変色やケロイド状の盛り上がりが生じるなど、審美的な満足度を著しく損なう危険と隣り合わせです。
