Quá trình sinh tinh phụ thuộc trước hết vào sự hình thành và phát triển của tinh hoàn trong thời kỳ bào thai. Vào tuần lễ thứ 4 của bào thai, xuất hiện ụ sinh dục. Sự biệt hóa ụ sinh dục để hình thành tinh hoàn độc lập với sự hình thành các tế bào mầm sinh dục nguyên thủy. Các tế bào mầm sinh dục nguyên thủy này di cư tới ụ sinh dục. Sự kết hợp giữa các thành phần khởi thủy này với tế bào Sertoli để hình thành dây trục tinh hoàn nguyên thủy. Tại đây các tế bào mầm sinh dục nguyên thủy bắt đầu tăng sinh, biệt hóa thành các tiền tinh nguyên bào và ngừng ở giai đoạn này. Vào thời gian từ khi sinh ra đến 6 tháng tuổi, các tiền tinh nguyên bào tăng sinh, biệt hóa thành tinh nguyên bào và ngừng ở giai đoạn này. Đến tuổi dậy thì các tinh nguyên bào bắt đầu nhiều lần phân chia tế bào và biệt hóa để tạo ra các tinh bào. Tinh trùng được sinh ra từ các tinh bào trong các ống sinh tinh, sau đó chúng di chuyển vào mào tinh để trải qua giai đoạn trưởng thành cuối cùng trước khi xuất tinh.