Spermatogenees on spermarakkude valmistamise protsess või ebaküpsete sugurakkude arendamine, mida nimetatakse spermatogooniaks, küpseteks spermatosoidideks, mida nimetatakse spermatosoidideks. Spermarakk on meessoost sugurakk, mis viljastab sugulisel paljunemisel naise munarakku. Isase paljunemisvõime sõltub sperma kõrgest kvaliteedist ja kogusest; seetõttu toimub spermatogenees pidevalt alates puberteedieast kuni surmani. Sellesse protsessi kuuluvad etapid on spermatotsütogenees, spermatidogenees ja spermiogenees.
Spermatogenees algab seemnetorukestes, mis olenevalt oma tüübist näevad munandites välja nagu väikesed sirged või keerdunud nuudlid. Seemnetorukeste sisemus on vooderdatud Sertoli rakkude ja spermatogooniatega. Sertoli rakke nimetatakse sageli “õerakkudeks”, kuna need aitavad kaasa sperma arengule, süües spermatogeneesi jääkaineid ja juhtides rakke läbi tuubulite kanalite.
Spermatotsütogeneesi ajal jaguneb spermatogoonia mitoosi teel, moodustades kaks diploidset rakku, mida nimetatakse primaarseteks spermatotsüütideks. Mitoos on rakkude jagunemise tüüp, mille käigus vanemrakk kasvab ja seejärel jaguneb pooleks, moodustades kaks identset tütarrakku. Primaarsed spermatotsüüdid, millel on kaks korda rohkem geneetilist materjali kui tavalisel rakul, peavad seejärel läbima meioosi I.
Seda tüüpi jagunemise korral lähterakk jaguneb, moodustades kaks diploidset tütarrakku, mille vanemrakuks on pooled kromosoomid ehk geneetiline materjal. Saadud sekundaarsed spermatotsüüdid, millel on normaalne kromosoomide hulk, peavad seejärel läbima meioosi II, moodustades spermatiidid. Seda spermatogeneesi lühikest osa nimetatakse spermatidogeneesiks.
Spermatiididel on ainult pool kromosoomide koguarvust. Seda seetõttu, et kui spermatosoidid ühinevad munarakuga, mis sisaldab samuti vaid poole vajalikust kromosoomikogusest, moodustavad nad täiskomplekti kromosoome, mis on valmistatud nii mees- kui ka naisgeenidest. Kromosoomide juhuslik poolitamine ja paaritumine suurendab geneetilist varieeruvust, mis on evolutsiooni oluline komponent.
Spermatogeneesi lõppfaasis, spermiogeneesi ajal kasvab seemnerakk saba ja saavutab täieliku küpsemise. Selle protsessi esimeses etapis, Golgi faasis, pakitakse spermatiidi geneetiline materjal tihedalt kokku, moodustades tuuma ja spermatiidis toimuvad struktuursed muutused. Kui varem oli see ümmargune, hakkab keskosa punnitama ja rakk ulatub ühest otsast välja, moodustades Golgi aparaadi, mis loob kemikaale, mida nimetatakse ensüümideks. Järgmisena ümbritseb Golgi aparaat tuuma, moodustades korgifaasi ajal akrosomaalse korgi. Akrosomaalsest korgist vabanevad ensüümid lõhustavad viljastamise käigus emase munaraku seina, võimaldades spermatosoidi tuumal siseneda munarakku ja ühineda munaraku tuumaga.
Järgmises akrosomaalses faasis kasvab spermarakul saba, mis aitab tal liikuda. Spermarakk pöörleb end seemnetorukeste seinas nii, et selle saba on suunatud toru valendiku või siseruumi poole. Testosterooni nimelise hormooni abil tarbivad Sertoli rakud küpsemisfaasis üleliigseid rakumaterjale. Teises protsessis, mida nimetatakse spermiatsiooniks, vabanevad küpsed sperma rakud luumenisse ja suunatakse munandimanuse sisse, väikesesse keerdunud torusse, mis asub munandi tagumise osa ja veresoone vahel. Siin muutub sperma liikuvaks ehk võimeliseks iseseisvalt liikuma ja on valmis seksi ajal emasesse ejakulatsiooniks.