Es la formación de los gametos masculinos que se realiza en los túbulos seminíferos, dentro del testículo. Existen tres tipos de células dentro de estos túbulos que permiten la for mación de espermatozoides: las espermatogonias, las células de Sertoli y las células de Leydig. Las espermatogonias son células que, a partir de la pubertad, atraviesan por diversos procesos de maduración para formar espermatozoides. Las células de Sertoli protegen, nutren y forman sustancias que ayudan a las espermatogonias en su proceso de maduración. Y las células de Leydig son las que producen la hormona masculina (testosterona) que, además de contribuir a la maduración de las espermatogonias, en la adolescencia desarrolla los caracteres sexuales secundarios en el hombre. Estas poblaciones celulares se encuentran controladas por hormonas de la hipófisis: la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH).
Recién formados los espermatozoides dentro de los túbulos seminíferos, son inmaduros, inmóviles e incapaces de fertilizar. Completan su maduración en el epidídimo, un pequeño órgano localizado en la parte superior de los testículos, y adquieren movilidad al mezclarse con la secreción de la próstata y las vesículas seminales. El proceso completo de formación del espermatozoide transcurre en aproximadamente 64 días. Alrededor del 10% de los espermatozoides maduros son defectuosos, ya sea a nivel de la cabeza o de la cola; porcentajes superiores al 20% reducen la fertilidad.