Ein Spermatozoon ist die männliche Geschlechtszelle oder Gamete, die die weibliche Eizelle oder Eizelle in Organismen befruchtet, die sich sexuell reproduzieren, einschließlich aller Tiere und einiger Pflanzen. Im Gegensatz zu den meisten Zellen, aus denen mehrzellige Organismen bestehen, bestehen Spermatozoen aus einem Kopf und mindestens einem Flagellum oder Schwanz, wodurch sie sich unabhängig bewegen können. Der Kopf enthält im Vergleich zu anderen Zellen sehr wenig Zytoplasma und trägt im Kern sehr dicht gepackte Chromosomen. Samenzellen sind wie alle Geschlechtszellen haploid und enthalten nur die Hälfte der arttypischen Chromosomenzahl.
Bei Säugetieren beginnt die Spermatogenese in den Samenbläschen der männlichen Hoden. In Anwesenheit der hohen Testosteronkonzentrationen, die in der Adoleszenz auftreten, reifen primäre Spermatozyten und teilen sich in sekundäre Spermatozyten auf. Die resultierenden Zellen teilen sich in 2 unreife Samenzellen, die Spermatiden genannt werden, von denen jede zu einem reifen Spermatozoon wird.
Samenflüssigkeit oder Sperma bietet die warme, feuchte Umgebung, die Samenzellen zum Überleben benötigen, und ein Medium, durch das sie sich leicht bewegen können. Es schützt auch die Zellen und hilft, die Geschwindigkeit zu kontrollieren, mit der sie sich bewegen. Die Energie, die für die peitschenartige oder geißelartige Bewegung benötigt wird, mit der der Schwanz jede Samenzelle durch die Samenflüssigkeit treibt, wird von kleinen Zellstrukturen, den Mitochondrien, die den oberen Teil des Schwanzes umgeben, bereitgestellt.
Damit Befruchtung und Reproduktion stattfinden können, müssen Spermatozoen vom Mann auf die Frau durch die Vagina oder Kloake übertragen werden, wo Glykoproteine auf der Zelloberfläche verhindern, dass die Spermatozoen vom Immunsystem der Frau angegriffen werden. Die Spermien wandern durch den weiblichen Fortpflanzungstrakt, wo einer von ihnen die schützende äußere Schicht der Eizelle durchdringt. Artspezifische Rezeptoren auf der Oberfläche der Eizelle und der Spermatozoen sorgen dafür, dass Samenzellen einer Art in der Regel nur Eizellen derselben Art befruchten können.
Innerhalb der Zellmembran, die den Kopf umschließt und einen Großteil des darunter liegenden Bereichs bedeckt, befindet sich eine innere Schicht, die als Akrosom bezeichnet wird und eine wichtige Rolle bei der Befruchtung spielt. Die Penetration der Eizelle tritt auf, wenn das Akrosom des eindringenden Spermatozoons durch die Zellmembran ragt und mit der äußeren Schicht der Eizelle reagiert und diese schwächt. Im Verlauf dieser akrosomalen Reaktion verschmilzt der Kopf des Spermatozoons mit der Zellmembran der Eizelle und gibt ihren Inhalt an die Eizelle ab. Die Kerne von Spermien und Eizellen verschmelzen zu einer Zygote, aus der sich ein neuer Organismus derselben Art entwickelt.