直到近几年，阴道内部构造对我们而言仍像是月球黑暗面一样的神秘不可知，尽管它是一个繁衍种族、影响人类历史进程的场所。
就在50年代晚期和60年代初期，马斯特和琼森进行了一系列的研究探查。他们让受访妇女利用前方带有特制冷光灯源、照相机的人工阴茎插入阴道进行自慰，同时拍下性高潮时阴道内部的连续性变化的照片，从而挖掘出许多先前不为人知的宝贵知识：在性冲动和性交时，阴道内部深处的变化。
据他们报道，正常未受刺激的阴道比实际空间更有潜力——它柔软的双壁闭合在一起。当受到刺激引起性反应周期的初期，将会发生两件事：一是阴道壁扩张延展，另一个变化为阴道开始变得湿润光滑。事实上，马斯特和琼森发现，湿润是女性性冲动时首先出现的生理现象，大约在给予刺激后10～30秒内出现。刚出现时，它就像水珠一样遍布整个阴道壁，使阴道壁看起来就像挂满汗珠的前额。稍后，小水珠很快地蔓延四处扩散开来，在阴道壁上形成一片光滑的覆盖物，并有光芒闪烁。
当女性性欲持续高涨时，整条阴道的内2/3的地方开始变长和扩展，就像气球一般膨胀。这就是马斯特和琼森所形容的“帐篷”效应。此时，子宫和子宫颈会以不受伤害的方式缓慢地往后往上方拉。假如女性有子宫后倾的现象，那么子宫颈不会往后往上拉开，而是悬垂在已扩张的阴道腔内，这样一来男性的阴茎可能会顶到子宫颈，这就是为什么女性性交时会感到疼痛的缘故。
与此同时，阴道壁的颜色会有戏剧性的变化：平常它们是紫红色的，当性兴奋时，它们会因阴道充血而呈现深紫色。这是性兴奋时，血液集中滞留在阴道引起的变色反应。
当性兴奋达到性反应周期的第2期，即高原期时，阴道的外1/3处会因充血而肿胀(阴道的内2/3处变宽，外1/3处变窄)，使得阴道入口变窄，只剩下原来的50％的大小。研究人员把阴道外1/3这种因充血而变窄的现象称为“性高潮平台”。
有研究人员同时发现，此处正是性高潮时反应最具戏剧性变化的地方。当女性达性高潮时，外1/3这一段会以每次持续0.8秒的时间做规则痉挛性收缩，前后共3～15次。而马斯特和琼森则发现，在极端性兴奋时，有些妇女甚至会经历超级性高潮，即性高潮平台的痉挛性收缩持续达2～4秒之久，然后才减缓到一般高潮的0.8秒的收缩时间。
接下来是性反应周期的最后一期，即消退期。
性高潮平台很快地下降，血液不再滞留，阴道外1/3开始扩张，内2/3则由性高潮平台时的扩张情形回复到平日的狭窄状态。10～15分钟内，阴道壁的颜色又恢复到平常的色泽，生活也恢复到平日的样子了。