Die Spermatohistogenese ist die Bildung von Spermien, also männlichen Keimzellen.

Nach der Pubertät können Spermatogonien zu Spermatocyten 1. Ordnung differenzieren (Zellvergrösserung). Zuvor teilen sie sich jedoch mitotisch, so dass (im Gegensatz zur Oogenese) der Bestand an Keimzellen im Organismus zeitlebens regeneriert wird (Spermatozytogenese).

Die Spermatocyten 1. Ordnung teilen sich (Meiose I, Haploidisierung) und werden zu Spermatocyten 2. Ordnung. Diese teilen sich erneut (Meiose II, Äquationsteilung) und daraus gehen jeweils zwei Spermatiden hervor.

In der Spermiohistogenese reifen die Spermatiden zu Spermien. Aus einem einzelnen Spermatogonium gehen also durch Meiose vier Spermien hervor, wobei zwei davon ein X-Chromosom und zwei ein Y-Chromosom tragen.

Die mitotische Teilung einiger Spermatogonien stellt zeitlebens den Bestand an Zellausgangspopulationen für die Spermatogenese sicher (Stammzellen).

Das weibliche Gegenstück zur Spermatogenese ist die Oogenese.