Khi nước tiểu đổ đầy bàng quang, nhiều cơn co thắt tiểu tiện bắt đầu xuất hiện. Chúng là kết quả của các phản xạ căng được khởi đầu bởi receptor nhận cảm sự căng ở thành bàng quang, đặc biệt là receptor ở niệu đạo sau khi khu vực này bắt đầu đẩy nước tiểu với áp lực bàng quang cao hơn. Tín hiệu cảm giá từ receptor căng bàng quang hướng tới tuỷ cùng thông qua thần kinh chậu hông và phản xạ ngược trở lại bàng quang thông qua các sợi đối giao cảm của cùng các thần kinh đó.

Khi bàng quang chỉ được đầy một phần, những cơn co thắt tiểu tiện thường êm dịu trở lại trong vòng một phút, cơ bức niệu dừng co, và áp lực tụt xuống mức cơ bản. Khi bàng quang tiếp tục đổ đầy, phản xạ tiểu tiện trở nên mau hơn và gây ra sự co lớn hơn của cơ bức niệu.

Mỗi lần phản xạ tiểu tiện bắt đầu, nó sẽ tự “tự duy trì”. Cụ thể, sự co mở đầu của bàng quang hoạt hoá receptor căng thúc đẩy nhiều hơn cảm giác căng từ bàng quang và niệu đạo sau, gây ra tăng phản xạ co bàng quang; do đó, chu kỳ được lặp lại cho đến khi bàng quang đạt độ co lớn. Tiếp theo, sau một vài giây tới hơn một phút, phản xạ tự duy trì bắt đầu mỏi dần và vòng tự duy trì của phản xạ tiểu tiện kết thúc, cho phép bàng quang nghỉ ngơi.

Do đó, phản xạ tiểu tiện là một chu kỳ đơn giản hoàn thiện bao gồm: (1) sự gia tăng liên tiếp và nhanh chóng của áp lực, (2) một khoảng áp lực tự duy trì, và (3) áp lực quay trở lại mức trương lực cơ bảng của bàng quang. Mỗi lần phản xạ tiểu tiện xảy ra nhưng không thành công trong việc làm rỗng bàng quang, thần kinh của phản xạ này thường nằm ở trạng thái bị ức chế trong vài phút đến một giờ hoặc hơn trước khi phản xạ tiểu tiện khác xảy ra. Khi bàng quang trở nên càng ngày càng đầy hơn, các phản xạ tiểu tiện xảy ra càng ngày càng thường xuyên và mạnh mẽ hơn.

Mỗi lần phản xạ tiểu tiện trở nên đủ mạnh, nó gây ra một phản xạ khác, đi qua thần kinh thẹn tới cơ thắt ngoài để ức chế nó. Nếu sự ức chế này nhiều hiệu lực ở trong não hơn là tín hiệu co tự động tới cơ thắt ngoài, tiểu tiện sẽ xảy ra. Nếu không, tiểu tiện sẽ không xảy ra cho đến khi bàng quang tiếp tục trở nên đầy và phản xạ tiểu tiện trở nên mạnh hơn.