在曲细精管中产生，包括圆形精子细胞和延长形精子细胞。圆形精子细胞由次级精母细胞经过第二次减数分裂完成后产生，由于第二次减数分裂前没有进行DNA复制，所以圆形精子细胞中染色单体数目减少一半，其细胞核中具有与成熟精子完全相同的单倍染色体组。圆形精子细胞靠近曲细精管的管腔，细胞呈圆形，体积更小，具有单一的细胞核，呈圆形，且多位于细胞中央，轮廓清晰，细胞核着色较深，内含中心粒、线粒体和高尔基体等细胞器。

圆形精子细胞经过分化变态，形成延长形精子细胞。精子细胞的变态过程主要包括细胞核的浓缩变长、顶体的生成、核蛋白的转换、染色质的浓缩包装、核骨架及细胞骨架-中心体（粒）体系的演变、尾部鞭毛的形成等。在此过程中，糖原、脂质和蛋白质等大量代谢产物随细胞质排弃，代之以乳酸脱氢酶-X（LDH-X）及六碳糖激酶来适应能量需要。在变态后期，核蛋白会不断出现磷酸化和去磷酸化，蛋白质巯基（—SH）向二硫键（—S—S—）转变，以精氨酸为主的鱼精蛋白替换以组氨酸为主的组蛋白，使核蛋白和DNA紧密结合，以保证精子基因处于浓缩包装和沉默状态。在精子形成期，圆形精子细胞的大部分细胞质成为残体而被抛弃。当细胞核前端形成顶体时，细胞质向后方移动，仅留下薄层的细胞质与质膜覆盖在细胞核上。当尾部的后端生长时，大部分细胞质附着在精子中段，当线粒体围绕着轴丝时，该处的细胞质和高尔基体成为残余胞质而被抛弃，仅剩薄层的细胞质包围着中段的线粒体。