Um espermatozóide é a célula sexual masculina ou gameta que fertiliza o óvulo ou o óvulo feminino em organismos que se reproduzem sexualmente, incluindo todos os animais e algumas plantas. Ao contrário da maioria das células que compõem organismos multicelulares, os espermatozóides consistem em uma cabeça e pelo menos um flagelo ou cauda, o que lhes permite mover-se independentemente. A cabeça contém muito pouco citoplasma comparado a outras células e carrega cromossomos muito densamente compactados dentro do núcleo. Como todas as células sexuais, os espermatozóides são haplóides, contendo apenas metade do número de cromossomos típicos da espécie.
Nos mamíferos, a espermatogênese começa nas vesículas seminíferas dos testículos do macho. Na presença de altas concentrações de testosterona, que começam a ocorrer na adolescência, os espermatócitos primários amadurecem e se dividem em espermatócitos secundários. As células resultantes se dividem em 2 espermatozóides imaturos chamados espermátides, cada um dos quais se tornará um espermatozóide maduro.
O líquido ou sêmen seminal fornece o ambiente quente e úmido que os espermatozóides necessitam para sobreviver e um meio através do qual eles podem se mover facilmente. Também protege as células e ajuda a controlar a velocidade com que elas se movem. A energia necessária para o movimento whiplike ou flagelar com o qual a cauda impulsiona cada espermatozóide através do fluido seminal é fornecida por pequenas estruturas celulares chamadas mitocôndrias que circundam a porção superior da cauda.
Para que a fertilização e a reprodução ocorram, os espermatozóides devem ser transferidos do macho para a fêmea através da vagina ou cloaca, onde as glicoproteínas na superfície celular impedem que os espermatozóides sejam atacados pelo sistema imunológico da fêmea. O esperma viaja através do trato reprodutivo feminino, onde um deles penetra na camada externa protetora do óvulo. Os receptores específicos da espécie na superfície do óvulo e dos espermatozóides garantem que os espermatozóides de uma espécie sejam geralmente capazes de fertilizar apenas óvulos da mesma espécie.
Dentro da membrana celular que envolve a cabeça e cobrindo grande parte da área abaixo, há uma camada interna chamada acrossoma, que desempenha um papel importante na fertilização. A penetração do óvulo ocorre quando o acrossoma do espermatozóide penetrante se projeta através da membrana celular, reagindo e enfraquecendo a camada externa do óvulo. À medida que essa reação acrossomal progride, a cabeça do espermatozóide se funde com a membrana celular do óvulo e libera seu conteúdo no óvulo. Os núcleos do esperma e do óvulo se fundem, resultando em um zigoto a partir do qual um novo organismo da mesma espécie se desenvolve.