過程
全部精子發生過程可以被分為 3 個過程
精原細胞位于生精上皮的基底部，分為 A 、 B 兩種類型。 A 型精原細胞進一步分為 Ad 型和 Ap 型精原細胞。在正常情況下， Ad 型精原細胞不發生任何有絲分裂，應該被視為精子發生的精原干細胞； Ap 型精原細胞則通常分化增殖為兩個 B 型精原細胞。 B 型精原細胞分裂增殖為初級精母細胞，隨后，初級精母細胞開始 DNA 合成過程。
精母細胞經歷了減數分裂的不同階段。粗線期時 RNA 的合成十分活躍。減數分裂的結果產生單倍體生精細胞，又稱精子細胞。在精子生發過程中，減數分裂是一個非常關鍵的過程，在這個階段，遺傳物質相互重組、遺傳物質只復制一次，細胞連續分裂兩次，最終形成染色體數目減少一半的精子細胞。次級精母細胞產生于第一次分裂后，含有雙份單倍體染色體。在第二次分裂精母細胞演變為單倍體的精子細胞。第一次分裂前期大概持續 1 ～ 3 周，而除此之外的第一次分裂的其他階段和第二次分裂在 1 ～ 2 天之內完成。
第二次分裂后形成精子細胞，是沒有分裂活性的圓形細胞。圓形的精子細胞經過復雜的顯著變化轉變為不同長度的精子細胞和精子。在第二次分裂中，細胞核發生的聚縮和塑性，同時鞭毛形成和胞漿明顯擴張。全部精子細胞變形的過程稱為精子形成。
動力學
精子生成過程在時間和空間上有嚴格的順序性。曲細精管中不同成熟階段的生精細胞在管腔中連續、依次排列，提示精子生成過程按照順序依次從第一階段到第二階段，再到第三、第四階段。這個順序稱為生精波（ spermatogenic wave ）。在人類以及某些猴的部分睪丸組織中，曲細精管的同一轉化部位也可以同時存在多個精子成熟階段。曲細精管同一局部的精子生成過程呈螺旋樣相互聯系。
除了精子發生的時間和各個階段的空間分布特征之外，人類的精子發生還表現出另外一個特征：人類的生精細胞數目相對較少，同樣，每個支持細胞相對應的生精細胞數目也較低。上述因素以及精子與支持細胞較低的比率（ 1 ： 5 ）導致人類的精子生成數目相對較少。人類每克睪丸組織在 24 小時內生成的精子數目 300 ～ 700 萬。
生精細胞的增殖和分化過程都遵循一個嚴格的模式，所有生精細胞的發育和分化都經過幾個獨立而又緊密聯系的過程。生精上皮按照程序成功完成每一個發育階段稱為生精上皮周期，每個周期需要 16 天，人類的精子發育到成熟必須經過四個周期，可以推測起碼需要 64 天。
精子發育成熟釋放到曲細精管管腔的過程稱為精子釋放，而這些過程受到多種因素的影響，包括血纖維蛋白溶酶原、激素、溫度、毒性物質。未釋放的精子將被支持細胞吞噬。