Ein Spermium ist etwa 0,05 Millimeter lang. Es hat einen birnenförmigen “Kopf”, der über einen verengten Teil, den “Hals”, mit einem leicht aufgeblähten Körper verbunden ist, der wiederum in einem langen, fadenförmigen, beweglichen Schwanz, der Geißel, endet.
Die Spermien beginnen sich zu bewegen, sobald sie mit der von der Prostata produzierten Flüssigkeit in Berührung kommen. Von diesem Moment an wird ihre Fortbewegungsgeschwindigkeit im Verhältnis zu ihrer mikroskopischen Größe deutlich größer: Sie können drei bis vier Millimeter pro Minute zurücklegen und sich 30 bis 40 Stunden lang mit gleichbleibender Geschwindigkeit in der Vagina bewegen. Nach Ablauf dieser Frist verlieren sie ihre Beweglichkeit und ihre Befruchtungsfähigkeit.
Die chemische Zusammensetzung der Sekrete des weiblichen Geschlechtsapparates, die leicht basisch sind, begünstigen die Bewegungen der Spermien. Die Strecke vom Gebärmutterhals bis zur Öffnung des Eileiters, in dem sich die Eizelle befindet, wird in wenig mehr als in einer Stunde zurückgelegt. Die Befruchtung findet in dem Augenblick statt, wenn eine einzige Samenzelle in das Ei eindringt. Eine große Menge von Spermien ist dennoch unabdingbar.
Von Sterilität eines Mannes wird dann gesprochen, wenn die Anzahl der Spermien im Ejakulat weniger als 60 Millionen beträgt, was einem Viertel des normalen Durchschnittswertes entspricht. Jedes Spermium gibt bei der Berührung mit der Zellkrone, die die Eizelle schützt, eine geringe Menge eines Diffusionsenzyms (Hyaluronidase) ab, das die von der Eizelle errichtete Barriere nach und nach zerstört. Um diesen Effekt zu erzielen, ist die Anwesenheit vieler Millionen Spermien notwendig. Schließlich erreicht nur eine einzige Samenzelle die Eizelle und befruchtet sie.