O esperma é produzido nos testículos masculinos através de um processo chamado espermatogênese, que desenvolve células imaturas chamadas espermatogônias em células espermáticas totalmente maduras chamadas espermatozóides. Isso começa nos túbulos seminíferos, onde as espermatogônias sofrem divisão em um processo chamado mitose. No último estágio de maturação, chamado de espermiogênese, a célula espermática se alonga, cria uma cauda e gira de forma que sua cauda fique voltada para dentro do tubo.
No processo de maturação, a cabeça do espermatozóide desenvolve uma capa chamada acrossoma, que ajuda a quebrar a parede do óvulo feminino durante a fertilização. A cauda impulsiona o esperma em um movimento ondulante. Uma vez que o esperma está totalmente maduro, ele viaja através dos túbulos seminíferos e é armazenado no epidídimo dos testículos até deixar o corpo durante a ejaculação.
Do início ao fim do processo, leva cerca de 70 dias para fazer o esperma. Os meninos começam a produzir esperma quando chegam à puberdade. O esperma é continuamente produzido nos homens, ao contrário das mulheres que ovulam apenas uma vez por mês. Em humanos machos com sistemas reprodutivos normais, cada ejaculação contém aproximadamente 200 a 300 milhões de espermatozoides. Além do esperma, o sêmen ejaculado contém vários outros líquidos, incluindo secreções das vesículas seminais, da glândula de Cowper e da próstata.