Spermatozoa ileri derecede farklılaşmış bir hücredir. 60 mm boyunda olup, başı 3X4.5 mm ölçülerindedir. Baş kısmını esasen, ileri derecede kondanse kromatin içeren nukleus oluşturur. Başın ön kısmında akrozom bulunur, görevi içindeki enzimler yoluyla oositi çevreleyen membranların penetrasyonudur.

Spermatozoanın orta parçasında, aksonemin etrafını heliks tarzında çevreleyen mitokondri vardır. Mitokondride enerjisi için gerekli ATP sentezi yapılır. Aksonem ise 9+2 mikrotubulü yapısında olup, etrafında outer-dense fibriller bulunur. Bu fibriller disülfid bağlarından zengindirler ve sperm kuyruğunun kuvvetli hareket etmesini sağlarlar. Aksonem içindeki enzimler ve proteinler, ATP'nin kimyasal enerjisini mekanik enerjiye çevirerek sperm kuyruğunun hareket etmesini gerçekleştirirler.

Spermatozoanın orta parçasından sonra esas parçası başlar. Yine ortasında aksonem bulunur. Etrafı fibröz kılıf ile çevrelenmiştir. En son parçayı ise son-kısım (end-piece) oluşturur. Burada artık outer-dense fibriller bulunmaz, sadece aksonem yer alır.

Son-kısım dışında spermatozoa dıştan plazma membranı ile çevrelenmiştir. İyon ve diğer moleküllerin içeri taşınması ya da atılmasında rol alır. Sperm başını çevreleyen plazma membranı ise, yapısında bulunan özelleşmiş proteinler yoluyla fertilizasyon sırasında sperm-oosit etkileşiminde önemlidir. Örneğin sperm başını çevreleyen membranda bulunan karbonhidrat bağlayan proteinler, oositin etrafını çevreleyen zona pellusidada bulunan ZP3 proteinine bağlanarak akrozom reaksiyonunun başlamasına aracılık eder. Daha önce bahsedilen PH-30 ve D/E proteinleri de burada bulunan ve sperm-oosit etkileşiminde rol alan membran proteinleridir.

Fertilizasyonun gerçekleşmesi için spermatozoanın görevi genetik materyal sağlamaksa da, spermatozoanın diğer komponentlerinin de fertilizasyonda önemli rolleri bulunur. Örneğin embriyonun mitoz bölünme yapabilmesi için spermatozanın sentrozomuna ihtiyacı vardır. Eğer sperm tarafından sentrozom getirilmemişse ya da sentrozoma ait bir defekt söz konusu ise, canlı embriyo gelişimi de mümkün olmayacaktır.

Sonuç olarak, sağlıklı bir embriyo gelişimi için sağlıklı bir spermatozoa, sağlıklı bir spermatozoa içinse testislerin ve epididimin normal çalışmaları gerekmektedir. Olay sadece spermatozoanın embriyoya genetik materyal taşıması değil, bu genetik materyalin fonksiyon görebilmesi için gerekli diğer maddelerin de ortamda bulunması şarttır.