Proses spermatogenesis terjadi terutama di dalam tubulus seminiferus testis dan berkembang dari spermatogonia. Spermatogonia tersusun berlapis-lapis di dalam tubulus seminiferus. Ketika pria dewasa secara seksual, di bawah rangsangan androgen, spermatogonia akan membelah dan berkembang menjadi spermatosit primer, yang kemudian mengalami beberapa kali pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis untuk menghasilkan spermatosit, yang pada saat ini hanya memiliki separuh materi genetik sel normal. Spermatosit, setelah mengalami metamorfosis, berdiferensiasi menjadi kepala dan ekor, serta menjadi spermatozoa. Spermatozoa berjalan di dalam epididimis dan menjadi matang dalam jangka waktu sekitar 15 hari, memperoleh kemampuan untuk bergerak dan membuahi, dan kemudian disimpan di dalam epididimis dan vas deferens, untuk kemudian dibuang ketika ejakulasi terjadi. Produksi sperma terutama diatur oleh hormon seks. Jika hormon seks tidak disekresikan secara memadai, hal ini dapat menyebabkan penurunan jumlah dan motilitas sperma, yang dapat menyebabkan infertilitas pada pria. Selain itu, suhu testis yang tinggi, seperti kriptorkismus; peradangan dan infeksi, seperti orkitis dan epididimitis; dan gangguan sirkulasi darah di testis, seperti varikokel, dapat memengaruhi proses spermatogenesis dan menyebabkan penurunan kualitas sperma.