Η σπερματογένεση είναι μια συνεχής διεργασία κατά την οποία αρχικά τα ανώριμα γεννητικά κύτταρα (σπερματογόνια) μετατρέπονται σε ώριμα σπερματοζωάρια. Τα σπερματογόνια βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά των σπερματικών σωληναρίων του όρχεως ανάμεσα στα κύτταρα του Sertoli. Τα κύτταρα του Sertoli είναι συνέχεια της βασικής μεμβράνης των σπερματικών σωληναρίων, βρίσκονται ανάμεσα στα κύτταρα της σπερματογένεσης και έχουν υποστηρικτικό ρόλο. Τα σπερματογόνια είναι ανενεργά έως την ήβη.
Από την έναρξη της ήβης και μετά,τα σπερματογόνια αρχικά μετατρέπονται σε πρωτοταγή σπερματοκύτταρα (σπερματοκύτταρα πρώτης τάξης). Κάθε πρωτοταγές σπερματοκύτταρο υφίσταται την πρώτη μειωτική διαίρεση και μετατρέπεται σε δύο δευτεροταγή σπερματοκύτταρα (σπερματοκύτταρα δευτέρας τάξης) που είναι μικρά, σφαιρικά, απλοειδή κύτταρα. Τα δευτεροταγή σπερματοκύτταρα περιέχουν μισό αριθμό χρωμοσωμάτων και ένα μόνο φυλετικό χρωμόσωμα Χ ή Υ. Τα δευτεροταγή σπερματοκύτταρα εν συνεχεία υφίστανται τη δεύτερη μειωτική διαίρεση και σχηματίζουν 4 απλοειδείς σπερματίδες.Κατά τη διάρκεια της δεύτερης αυτής διαίρεσης δεν υπάρχει άλλη ελάττωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων: η διαίρεση αυτή, παρότι ονομάζεται μειωτική ομοιάζει πολύ με μια απλή μιτωτική διαίρεση.Οι σπερματίδες σταδιακά χάνουν το κυτταρόπλασμά τους και μετατρέπονται σε ώριμα σπερματοζωάρια, με μια εκτεταμένη διεργασία διαφοροποίησης, γνωστή ως σπερμιογένεση. Μόνο μετά την οριστική διαφοροποίησή τους τα σπερματοζωάρια απελευθερώνονται στον αυλό των σπερματικών σωληναρίων, υπό την επίδραση της τεστοστερόνης, για να καταλήξουν, μέσω του ορχικού δικτύου, στις επιδιδυμίδες.
