精子发生是雄性睾丸中单倍体精子细胞产生的过程。它始于靠近生精小管外缘的干细胞。这些精原干细胞不对称分裂产生额外的干细胞（意味着这些结构“自我更新”），以及精子祖细胞，称为精母细胞。重要的是，这种不对称有丝分裂的方法在雄性生殖道中维持一系列精原干细胞，确保精子在整个人的一生中继续产生。随着精子发生的进行，精母细胞开始减数分裂，最终分裂形成四个精子 – 每个精子只有23条染色体 – 被排入到男性生殖道。有趣的是，这与女性的卵子发生形成对比，在此期间，每个祖细胞仅产生一个卵子。
在精子发生的最后，精子表现出其特有的形状：头部，有极少量的细胞质和高度浓缩的细胞核，以及活动的尾部（鞭毛）。它们是小细胞，没有核糖体、内质网或高尔基体等细胞器，但在鞭毛周围确实有许多线粒体提供能量。头部下方是顶体囊泡，它含有水解酶，能穿透卵外膜，内容物通过胞吐释放。
精子发生后，精子细胞会经历一个称为获能的额外成熟过程。有趣的是，只有当这些细胞被引入女性生殖道时，精子才有获能能力。在这里，雌性环境的组成部分，如粘液，会导致配子发生关键性变化，其中包括从膜中去除胆固醇。这使得不同的分子进入精子，如碳酸氢根离子，可以激活新的蛋白质和增加尾部运动。这种剧烈的运动有助于精子向卵细胞周围的厚蛋白透明带方向移动，并最终渗透。此外，细胞膜的改变导致精子中钙离子浓度的增加，这也是透明带渗透所必需的。因此，成熟的精子，显示出快速的尾部活动和定位、结合和穿透卵子的能力，需要女性生殖器官的独特条件。
有几个因素可以影响精子的产生。一个被充分证实的影响是暴露在阴囊中的热量：男性长时间坐着（像出租车司机）或金属电焊工显示不育或精子运动能力下降的风险增加。除了温度，某些药物也被确定对精子发生有不良影响。其中包括用于治疗前列腺疾病的激素拮抗剂，癌症治疗，甚至是特定的抗生素。因此，一些专业人士强调，需要提醒男性注意这些药物对其生殖健康的影响，而不是只关注计划怀孕的女性应该避免哪些药物。
