造精機能とは、男性の精巣において、2倍体の精子細胞が作られるプロセスです。精子形成は、精管の外縁部に近いところにある幹細胞から始まります。この精原幹細胞が非対称に分裂することで、さらに幹細胞が生まれ（自己再生する）、精母細胞と呼ばれる精子の前駆細胞が作られます。重要なのは、この非対称性分裂の方法によって、男性生殖管内の精子幹細胞の集団が維持され、男性の生涯を通じて精子が生産され続けることです。精子形成が進むと、精子細胞は減数分裂を行い、最終的には23本の染色体を持つ4つの精子を形成し、男性生殖管に排出されます。興味深いことに、これは女性の卵形成とは対照的で、前駆細胞1個に対して卵は1個しか作られないです。
精子は、精子形成の終盤になると、最小の細胞質と高度に凝縮した核を持つ頭部と、運動性のある尾部（鞭毛）という特徴的な形状を示します。小さな細胞で、リボソームや小胞体、ゴルジなどの細胞小器官はないが、鞭毛の周囲には動力源となるミトコンドリアが多数存在しています。頭部のすぐ下には先体胞があり、卵の外被を貫通するための加水分解酵素を含んでおり、内容物はエキソサイトーシスによって放出されます。
精子形成の後に「受精能」と呼ばれる新たな成熟過程を経ます。興味深いことに、精子では、精子細胞が女性の生殖器に導入されて初めて受精能が生じます。このとき、粘液などの女性環境の成分が配偶子に重要な変化をもたらし、膜からコレステロールが除去されます。これにより、炭酸水素イオンなどの異なる分子が精子の中に入り込み、新しいタンパク質が活性化され、尾部の動きが活発になります。このような激しい動きは、精子が卵細胞を取り囲む厚いタンパク質でできた透明帯に向かって進み、最終的にはそこに侵入するのに役立ちます。また、細胞膜が変化すると、精子のカルシウムイオンの濃度が上昇し、これも透明帯への侵入に必要となります。このように、成熟した精子は、急速な尾活動を示し、卵子を見つけ、結合し、貫通する能力を持っていますが、それには女性の生殖器官に特有の条件が必要です。
精子の生成に影響を与える要因はいくつかあります。よく知られているのは、陰嚢内が熱にさらされることです。タクシー運転手のように長時間座っていることが多い男性や、金属溶接工は、不妊症や精子の運動性低下のリスクが高いことがわかっています。また、温度だけでなく、ある種の薬剤も造精機能に悪影響を及ぼすことがわかっています。前立腺疾患の治療に使われるホルモン拮抗薬やがん治療薬、さらには特定の抗生物質などです。そのため、専門家の中には、妊娠を計画している女性が避けるべき薬だけではなく、これらの薬が男性の生殖機能に及ぼす影響についても警告する必要があると強調する人もいます。
