Spermatogeneza jest procesem tworzenia się i dojrzewania plemników. W okresie pokwitania, w kanalikach nasiennych z macierzystych komórek płciowych męskich, po podziałach mitotycznych, tworzą się komórki zwane spermatogoniami. Pod wpływem hormonu folikulotropowego zaczynają dzielić się na drodze mitoz, tworząc spermatocyty I rzędu. Następnie spermatocyty I rzędu przechodzą mejozę. Podczas pierwszego podziału mejotycznego tworzą się spermatocyty II rzędu, natomiast w wyniku drugiego podziału mejotycznego powstają spermatydy. Spermatydy przekształcają się w plemniki. Plemniki będące komórkami rozrodczymi mają haploidalną liczbę chromosomów.
Przemiany rozpoczynają się od redukcji cytoplazmy i większości organelli komórkowych. Następnie jądro ulega kondensacji, stając się główką plemnika. Niektóre ciałka Golgiego tworzą tzw. akrosom (zawiera liczne enzymy), który umożliwi wniknięcie główki plemnika do jaja. Powstaje wić, a mitochondria przemieszczają się do leżącej za główką wstawki.
Oprócz hormonu folikulotropowego proces spermatogenezy oraz działanie komórek Sertoliego regulowany jest przez testosteron. Z kolei za produkcję testosteronu odpowiada hormon luteinizujący.