Паренхима яичек состоит из долек (lobuli testis), разделенных между собой соединительнотканными перегородками семенной железы (septula testis), которые связаны с более плотной поверхностной соединительнотканной белочной оболочкой, покрывающей весь яйцевидный орган (tunica albuginea testis); соединительная ткань оболочки в заднем отделе яичек образует утолщение — средостение семенной железы (mediastinum testis).
В каждой дольке имеется один или несколько извитых семяобразующих канальцев (tubuli seminiferi contorti).
В интерстициальной ткани между канальцами располагаются группами более крупные полигональные клетки (интерстициальные клетки Лейдига), которые, по мнению многих исследователей, являются местом образования мужского полового гормона. Однако в последнее время эту функцию стали приписывать и самим клеткам в стенках канальцев.
Длина извитого канальца сравнительно большая (70—80 мм); снаружи они покрыты пленкой из фибриллярной ткани (membrana propria). Собственную стенку канальцев образуют несколько клеточных слоев, возникающих из первоначального зародышевого эпителия эмбриональной закладки железы. Среди этих клеток, по сути, различаются два вида: собственно половые клетки, которые у взрослого мужчины при полной половой активности встречаются в различных стадиях развития, и поддерживающие их клетки, или клетки Сертоли.
Поддерживающие, опорные клетки располагаются непосредственно на собственной мембране канальцев, а именно своим более широким основанием, а их сравнительно длинное клеточное тело (до 60 мк), состоящее из мягкой цитоплазмы, проходит радиально через всю стенку извитого канальца по направлению к просвету (lumen). Приблизительно посередине клетки располагается сравнительно бледное, яйцевидное или же треугольное ядро с малым содержанием хроматина и с малым истинным ядрышком. В этом месте тело клетки Сертоли бывает наиболее широким.
Наряду с обычными клеточными органоидами, в их цитоплазме содержатся видимые включения белковых кристалликов в виде длинных игл (кристаллики Шарко). Клетки Сертоли располагаются на сравнительно равномерном расстоянии. Они представляют собой опорные поддерживающие и трофические питательные элементы для развивающихся половых клеток. По мнению некоторых авторов, судя по их мягкой, как бы разлитой цитоплазме, они образуют в стенках канальцев плазмовидное образование.
В паренхиме яичек половые клетки претерпевают определенные процессы развития, называемые у человека и у некоторых домашних животных спермиогенетическими волнами, так что в различных отделах стенок канальцев наблюдаются различные степени дифференциации спермиогенеза. Наоборот, у животных, у которых спермиогенетическая активность ограничивается только периодом спаривания, развитие половых клеток происходит одновременно во всех канальцах.
Процесс спермиогенеза материнской половой клетки спермиогоний протекает в стенке семенного канальца в виде двух основных фаз: фазы спермиоцитогенеза и фазы спермиогистогенеза.
