Un espermatozoide es la célula sexual masculina o gameto que fertiliza el óvulo o el huevo femenino en organismos que se reproducen sexualmente, incluidos todos los animales y algunas plantas. A diferencia de la mayoría de las células que forman organismos multicelulares, los espermatozoides consisten en una cabeza y al menos un flagelo o cola, lo que les permite moverse de forma independiente. La cabeza contiene muy poco citoplasma en comparación con otras células y transporta cromosomas muy densos dentro del núcleo. Al igual que todas las células sexuales, los espermatozoides son haploides y contienen solo la mitad del número de cromosomas típicos de la especie.
En los mamíferos, la espermatogénesis comienza en las vesículas seminíferas de los testículos del macho. En presencia de las altas concentraciones de testosterona, que comienzan a ocurrir en la adolescencia, los espermatocitos primarios maduran y se dividen en espermatocitos secundarios. Las células resultantes se dividen en 2 células de esperma inmaduras llamadas espermátides, cada una de las cuales se convertirá en un espermatozoide maduro.
El líquido seminal o el semen proporcionan el ambiente cálido y húmedo que requieren los espermatozoides para sobrevivir y un medio a través del cual pueden moverse fácilmente. También protege las células y ayuda a controlar la velocidad a la que se mueven. La energía requerida para el movimiento en forma de latigazo o flagelar con el que la cola impulsa cada espermatozoide a través del líquido seminal es proporcionada por pequeñas estructuras celulares llamadas mitocondrias que rodean la porción superior de la cola.
Para que se produzca la fertilización y la reproducción, los espermatozoides deben transferirse del macho a la hembra a través de la vagina o la cloaca, donde las glucoproteínas en la superficie celular evitan que los espermatozoides sean atacados por el sistema inmunitario de la hembra. Los espermatozoides viajan a través del tracto reproductor femenino, donde uno de ellos penetra en la capa protectora externa del óvulo. Los receptores específicos de la especie en la superficie tanto del óvulo como de los espermatozoides aseguran que las células de esperma de una especie generalmente puedan fertilizar solo óvulos de la misma especie.
Dentro de la membrana celular que encierra la cabeza, y que cubre gran parte del área debajo, hay una capa interna llamada acrosoma, que juega un papel importante en la fertilización. La penetración del óvulo ocurre cuando el acrosoma del espermatozoide penetrante sobresale a través de la membrana celular, reaccionando y debilitando la capa externa del óvulo. A medida que progresa esta reacción acrosómica, la cabeza del espermatozoide se fusiona con la membrana celular del óvulo y libera su contenido en el óvulo. Los núcleos de los espermatozoides y el óvulo se fusionan, lo que resulta en un cigoto a partir del cual se desarrolla un nuevo organismo de la misma especie.