睾丸中的生精上皮，是精子生成的场所。睾丸含有大量的曲细精管，估计每个睾丸中约有400～600条曲细精管，总长超过250米，形成了“庞大”的精子制造“工厂”，睾丸才有可能每天产生上亿个精子。
位于曲细精管中的生精上皮上有生精细胞和支持细胞两种细胞，支持细胞之间通过“紧密连接”结合在一起，形成一道屏障，使曲细精管腔不得与外界相通。精子发生过程是由精原细胞经过6次有丝分裂后发育成64个初级精母细胞。初级精母细胞经第一次减数分裂，变成两个初级精母细胞，次级精母细胞经第二次减数分裂变成4个精子细胞。此时精子细胞仅含有23对染色体中的一半，即23条染色体，对于性染色体来说，精子细胞仅含有X或Y染色体。这样64个初级精母细胞就变成了256个精子细胞。精原细胞和精母细胞是圆形的，没有尾巴，发育成精子细胞后才逐渐出现尾巴。精子细胞经过19个阶段的加工，修饰，最后发育成蝌蚪状的精子。
精子从支持细胞的顶端脱落下来，进入曲细精管的管腔，这时精子在睾丸内的发育过程就完成了，这一过程约需64天的时间。在完成睾丸中的发育过程后，精子由睾丸进入附睾，在此处要停留2～3周，精子才能发育成具有运动能力和授精能力的成熟精子，所以一个精原细胞发育为成熟的精子需要90天左右，这也是为什么使用一种药物治疗少弱精症，必须要持续3个月的原因。
