Durante a maior parte da infância, os testículos do menino permanecem praticamente inativos, apresentando grande quantidade de células germinativas primordiais, que são diplóides e relativamente indiferenciadas. Porem, aproximadamente aos sete anos de idade, as células germinativas primordiais começam a se dividir, originando as espermatogônias. Mais tarde, na puberdade, com o início da atividade hormonal, os testículos serão responsáveis pela espermatogênese, que representa a gametogênese masculina. A formação dos espermatozóides implica uma série de divisões celulares (inicialmente por mitose e posteriormente por meiose) e nas modificações a partir das células germinativas primordiais, localizadas no interior da parede dos túbulos seminíferos que originam as espermatogônias. A espermatogênese na espécie humana dura aproximadamente 48 dias e pode ser dividida em três fases ou períodos distintos:
Fase de Multiplicação: Ocorre, a partir dos seis ou sete anos de idade, quando as espermatogônias diplóides se dividem por mitoses sucessivas. A primeira divisão mitótica origina duas outras espermatogônias igualmente diplóides, sendo que uma delas irá substituir a espermatogônia que iniciou o processo, garantindo assim a continuidade desta fase, durante toda a vida do indivíduo. A outra espermatogônia seguirá as transformações para tornar-se espermatozóide.
Fase de Crescimento Celular: Inicia-se a partir da puberdade, sob estímulo dos hormônios gonadotróficos. As espermatogônias de localização mais profunda nos túbulos seminíferos passam a aumentar de volume, nutridas pelas células de Sertoli, caracterizando um curto período de crescimento. Nesta fase, não ocorrem divisões celulares. As espermatogônias passam então a ser denominadas de espermatócitos primários ou de primeira ordem. Estas células ainda mantêm a mesma carga cromossômica das espermatogônias, ou seja, continuam diplóides.
Fase da Maturação: Nesta fase, o espermatócito primário sofrerá uma divisão meiótica reducional (meiose I), originando dois espermatócitos secundários ou de segunda ordem. Estas células já são haplóides, pois possuem a metade do número de cromossomos dos espermatócitos primários. Na seqüência, os espermatócitos secundários sofrerão meiose equacional (meiose II), originando quatro espermátides igualmente haplóides. As espermátides haplóides não realizam mais divisões e sofrerão algumas modificações morfológicas e estruturais, denominadas espermiogênese, originando finalmente os espermatozóides. Portanto, cada espermatócito primário diplóide que participa da espermatogênese origina, ao final do processo, quatro espermatozóides haplóides. Isso justifica o grande número de espermatozóides encontrados no esperma, em cada ejaculação, com um número oscilante entre 300 a 500 milhões.
