Secara medis, mikropenis didefinisikan bila panjang penis yang ditarik (stretched penile length) berada lebih dari 2,5 standar deviasi di bawah ukuran normal sesuai usia. Artinya, bukan sekadar masalah persepsi, tetapi ada standar medis yang dipakai dokter untuk menegakkan diagnosis.
Perlu dibedakan dengan kondisi lain seperti buried penis (penis tampak kecil karena tertutup lemak atau kulit), yang sebenarnya ukuran penis normal tapi terkesan tersembunyi. Karena itu, pemeriksaan langsung oleh dokter sangat penting agar diagnosis tepat.