人的精子形似蝌蚪，总长约60μm。由含亲代遗传物质的头和具有运动功能的尾所组成。
精子头呈扁平卵圆形，正面观呈卵圆形，侧面观呈梨形，长约4～5μm。尾长约55μm，近头端较粗 ，直径约1μm，末端较细约0.1μm。在透射电子显微镜下可以观察到其组成结构的特点。
在电镜下观察，精子头由细胞核、顶体、核膜和核后环等组成。细胞核位于头部中央，由染色质构成，外包核膜。核内常有大小不等、形状不规则的核泡，可能是染色质浓聚的缺陷所致，对受精并无影响。顶体是覆盖头前端2/3的帽状结构。核和顶体的外面包有一层薄层细胞质，最外面是细胞膜。
顶体是一种特化的溶酶体，外包以单位膜，紧包细胞膜的那层为顶体外膜，贴近核膜的那层为顶体内膜，内外膜之间的狭窄腔隙中。含有顶体物。其中含有多种水解酶和糖蛋白，如透明质酸酶、唾液酸苷酶、酸性磷酸酶、顶体素，β-天冬氨酰-N-乙酰氨基葡萄糖胺-氨基水解酶、ATP酶、放射冠穿透酶等，总称为顶体酶，使精子在女性生殖道内获能并出现顶体反应。
顶体后环是顶体尾侧细胞质局部浓缩特化成一薄层环状的致密带，紧贴于细胞膜下，表现为环状增厚，这一环状带在光镜下是“核后帽”。受精时，此环的细胞膜首先与卵膜融合。有些不育病人，顶体后环可见缺如。
核后环在顶体后环的尾缘，细胞膜与核膜紧密相贴，构成一环状线，称核后环。核后环尾侧，细胞又与核膜分离，核膜在此处形成一下垂的皱褶，伸延到颈段，在核膜皱褶上有一些小孔。皱褶返回至核底部成为植入窝的衬垫，植入窝是核后极上一浅窝，与颈段小头相嵌合，因而可增强头与尾的连接，使剧烈的尾部运动产生的力不致于造成头尾分离。
精子的尾部位于精子头部的后方，与精子的运动有关，可分为颈段、中段、主段和末段四个节段。其末段由中尖的轴丝和外周的细胞膜构成。严重的精子无力症或死精子症的病人，精子中可有纤维鞘缺失或其他缺陷。
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