一个精子的发育成熟，经历了复杂的历程，大约需要3个月左右的时间。主要过程是在睾丸曲细精管内进行的，大致分为三个阶段
1.精原细胞增殖分裂期精子的最原始阶段称精原细胞，是产生精子的干细胞，位于曲细精管的生精上皮。最初，精原细胞以有丝分裂的形式增殖，1个分裂为2个，2个变成4个。经过6次分裂后，1个精原细胞增殖为64个，此时称为初级精母细胞。
2.精母细胞减数分裂为精子细胞初级精母细胞继续分裂。不过这次是减数分裂，也就是一个初级精母细胞分裂为两个次级精母细胞，但是与精原细胞的增殖分裂不同，因为细胞核内染色体未发生复制。所以每个次级精母细胞只携带原来染色体数目的一半，即23条染色体，其中包括一条性染色体。
细胞体积也较初级精母细胞为小。紧接着这个过程，次级精母细胞又进行了一次成熟分裂，成为两个精细胞。结果，1个初级精母细胞分裂为4个精细胞，每个精细胞携带单倍数目的染色体。此时，一个精原细胞就变成了256个精细胞。
