Peenise anatoomia viitab mehe suguorgani kujule ja funktsioonile. Peenis juhib ka uriini kehast välja. Peenise sisemised osad koosnevad kusiti ja spongiosumi kehast. Välisteks osadeks on eesnahk ja pea. Peenise anatoomia mõistmine aitab mõista, kuidas selle organi elemendid koos töötavad.
Peenise glans ehk pea on varre ümmargune ots, mis on kaetud koega, mida nimetatakse limaskestaks. Glans sisaldab närvilõpmeid, mis muudavad selle puutetundlikuks, seega peeti seda seksuaalse tunnetuse poolest analoogseks naise kliitoriga. Glansi keskel olev ureetra ava võimaldab spermat ja ka uriini kehast väljutada.
Peenisevars on keha ja peenise pea ehk glansi vaheline osa. See on elundi pikim osa. Võll sisaldab ureetra toru ja ka spongiosumi keha. Kui peenis on püsti, muutub võll palju suuremaks ja pikemaks. Erekteerunud peenise võllist võivad välja ulatuda veresooned, mida nimetatakse seljaveenideks.
Corpus cavernosum on laienev käsnjas kude, mis kulgeb peenise pikkuses sammastena. Kui peenis on lõtv, jääb see kude väikeseks, kuid kui mees on ärritunud, muutub see suuremaks. Selle põhjuseks on asjaolu, et veri täidab peenise püstitamiseks koe. Neid verega täidetud ruume nimetatakse endoteeliks. Kui närve peas ja varres stimuleeritakse, voolab veresoonte kaudu nendesse kudedesse rohkem verd.
Teist toimivat peenise anatoomia osa nimetatakse corpus spongiosum. See võlli sees olev käsnjas kude aitab samuti luua erektsiooni. Erinevalt corpus cavernosum’ist töötab see peenise anatoomia osa ka selleks, et hoida ureetra erektsiooni ajal avatud.
Peenises olev ureetra toru kulgeb peapea avast põieni. See on umbes 9 tolli (21 cm) pikk. Ureetra osad on sõltuvalt nende asukohast erinevad. Võllis asub käsnjas kusiti ja kusiti sulgurlihase lähedal on membraanne kusiti.