曲細精管的上皮中有兩類細胞：一類是處在不同發育階段的生精細胞，另一類是支持細胞。生精細胞鑲嵌在支持細胞表面的不規則的小窩內，離基底膜近的是最幼稚的生精細胞，而離中央管腔近的是成熟的精細胞。隨著生精細胞的不斷發育，它們由基底向管腔不斷移動，一個精原細胞經過多次有絲分裂和兩次成熟分裂(減數分裂)，可以形成256個僅有半數染色體的精子細胞，其中50%含X染色體，另50%含Y染色體。精原細胞和精母細胞外形是圓形的，沒有尾巴，到了精子細胞才逐漸出現尾巴。精子細胞經過一系列變化，最后成熟，形成如蝌蚪樣的精子，排放進曲細精管內。支持細胞的功能很多，能分泌多種活性物質，起調節和幫助生精細胞分化、成熟、精子排放、吞噬退化的生精細胞等作用。成年人睪丸內，每時每刻都在產生精子，有人估算過，成年人每克睪丸組織在每秒鐘內可產生300～600個精子，每天雙側睪丸可產生上億個精子。這也是控制精子生成的男性避孕方法比抑制女性排卵要困難得多的原因之一。