排尿是一种复杂的反射活动，但经常在高级中枢控制下进行。当膀胱内贮尿量达到一定程度（400毫升左右），膀胱内压升高到15厘米水柱（1.36厘米水柱=1毫米汞柱）以上时，膀胱被动扩张，使膀胱壁内牵张感受器受到刺激而兴奋，冲动沿盆神经传入纤维传到骶髓的排尿反射初级中枢；同时由脊髓再把膀胱充胀的信息上传至大脑皮层的排尿反射高级中枢，并产生尿意；大脑皮层向下发放冲动，传至骶髓初级排尿中枢，引起盆神经传出纤维兴奋，同时抑制腹下神经和阴部神经，从而引起膀胱壁逼尿肌收缩，内、外括约肌舒张，将贮存在膀胱内的尿液排出。当逼尿肌开始收缩时，又刺激了膀胱壁内牵张感受器，由此导致膀胱逼尿肌反射性地进一步收缩，并使收缩持续到膀胱内尿液被排空为止。排尿时，逼尿肌收缩可使后尿道缩短并加宽，于是膀胱内压升高，尿道阻力减小，尿液被送入后尿道。当尿液进入后尿道时，尿液还可刺激尿道的感受器，冲动沿盆神经再次传到骶髓排尿中枢，进一步加强其活动。此外，提肛肌和会阴肌的松弛，也可缩短后尿道并减小尿道的阻力。与此同时，声门关闭，膈肌下降和腹壁收缩，先是使腹内压增加，随后膀胱内压也升高，也加速了尿的排出。排尿结束后，尿道外括约肌立即收缩，随后内括约肌紧张性慢慢地增强，膀胱逼尿肌舒张，内压降低至零。于是又再度使尿液进入膀胱。大脑皮层等排尿反射高级中枢经常对骶髓排尿反射低级中枢施以易化或抑制性影响，以控制排尿反射活动。
幼儿排尿的抑制作用较弱，因为幼儿的大脑机能发育尚未完善，对下级排尿中枢的抑制能力较弱，所以幼儿排尿次数多，且易发生遗尿现象。