Процес утворення зрілих статевих клітин (гамет) називається гаметогенезом (овогенез у самок і сперматогенезом у самців). Розвиток гамет відбувається у гонадах – статевих залозах – у яєчниках у самок і сім'яниках у самців. Тому розрізняють два типи статевих клітин: чоловічі (сперматозоони) і жіночі (яйцеклітини). Статеві клітини розвиваються з первинних статевих клітин (сперматоцити і овоцити), які відокремлюються на ранніх стадіях зародкового розвитку. Ядра чоловічих і жіночих гамет містять рівноцінну спадкову інформацію. Утворенню гамет передує мейоз, який супроводжується зменшенням кількості хромосом удвоє. Таким чином, у будь-яких організмів гамети обов’язково гаплоїдні, а зигота диплоїдна, з неї формується диплоїдний зародок, половина хромосом якого від материнського організму, а половина — від батьківського. Сперматогенез— процес розвитку статевих клітин — сперматозоонів — зі сперматогенної тканини. Сперматогенез проходить такі стадії: 1) розмноження – клітини диплоїдної сперматогенної тканини діляться шляхом мітозу та утворюють диплоїдні сперматоцити;
2) ріст сперматоцитів, проходження ними клітинного циклу, у ході якого здійснюються синтез ДНК і добудовування другої хроматиди;
3) дозрівання сперматоцитів – спематодити 2-го порядку діляться шляхом мейозу, в результаті чого з кожного сперматоцита 1-го порядку виникає по чотири гаплоїдні однохроматидні сперматозоони. При цьому в кожному сперматозооні (людини та інших ссавців) хромосомні набори розрізняються за статевими хромосомами: одні несуть Х-хромосому, інші — Y-хромосому, а всі хромосоми несуть різні комбінації генів, набуті в результаті обміну ділянками у I профазі мейозу;
4) формування сперматозоонів, що готові до запліднення. Сперматозоони із джгутиками характерні для різних груп організмів (зелені та бурі водорості, папороті, плауни, хвощі, мохи, хордові тварини тощо). У більшості голонасінних та покритонасінних рослин, деякі водорості, гриби та тварини (аскариди, річковий рак) сперматозоони джгутиків не мають.
Овогенез — процес розвитку жіночих статевих клітин і овогенної тканини. В цьому процесі виділяють наступні періоди: 1) розмноження (клітини диплоїдної овогенної тканини діляться шляхом мітозу, утворюючи диплоїдні овоцити); 2) ріст овоцитів, проходження ними клітинного циклу, під час якого відбувається синтез ДНК, подвоєння і побудова другої хроматиди хромосом; 3) дозрівання овоцитів (їх поділ шляхом мейозу).
Урезультаті овогнезу з овоциту утворюється одна гаплоїдна яйцеклітина з однохроматидними хромосомами і три редукційних (чи полярних) тільця. Далі яйцеклітина бере участь у статевому процесі, а редукційні тільця відмирають.
