Яичко (семенник) зрелого мужчины представляет собой овоидный орган. Плотная белочная оболочка покрывает его со всех сторон и переходит у заднего края в средостение яичка, от которого расходятся внутрь паренхимы соединительнотканные перегородки, делящие яичко на пирамидообразные дольки. В каждой дольке длиной 2-3 см расположено не более 4 извитых канальцев; их диаметр равен всего 0,22—0,31 мм. По мере приближения к средостению извитые канальцы сливаются, преобразуются в прямые канальцы, а затем — в семявыносящие канальцы (10—20 штук), которые впадают в придаток яичка (эпидидимис).

Мужские половые гормоны — андрогены — секретируются интерстициальными клетками семенника. Строго говоря, истинным мужским половым гормоном является лишь тестостерон, конечный продукт секреции гландулоцитов. Остальные стероиды, продуцируемые яичком, — либо промежуточные соединения в процессе биосинтеза тестостерона, либо продукты его метаболизма. Однако некоторые из них обладают биологической активностью, сходной с тестостероном, хотя и значительно меньшей. Кроме того, в процессе биосинтеза кортикостероидов в надпочечниках и в ходе их метаболизма образуется ряд соединений, обладающих тестостероноподобными свойствами. Они причисляются к классу андрогенов, хотя и не являются собственно половыми гормонами. Роль всех этих андрогенов в репродуктивной деятельности мужского организма невелика.

Яичник — орган с двойной функцией: генеративной и секреторной. Однако, в отличие от семенника, где инкреторная и репродуктивная функции довольно четко разграничены, в женской половой железе эти два процесса сопряжены. Так, фолликул яичника является местом созревания половой клетки и основным источником эстрогенов.
В отличие от семенника, процесс созревания половых клеток в яичниках протекает циклически. К рождению девочки в яичниках содержится значительное количество примордиальных фолликулов, и в последующем новых половых клеток не образуется. Каждый такой фолликул состоит из зародышевой клетки — овоцита — и окружающих его гранулезных клеток. Сразу же после рождения и вплоть до 3—4 нед. постнатальной жизни встречаются не только примордиальные, но и зреющие фолликулы, которые к 40—50 дню подвергаются обратному развитию (атрезии). Обратному развитию подвергаются также и другие фолликулы, проявляющие тенденцию к развитию на протяжении всего препубертатного периода. За весь репродуктивный период жизни женщины полный цикл развития проходят всего 300—400 фолликулов.

Следует заранее оговориться, что женскими эти гормоны называются не потому, что они вырабатываются только у женщин, а в связи с тем, что в женском организме их вырабатывается больше, чем в мужском. Впрочем, это полностью относится и к мужским половым гормонам. Так, женщины выделяют с мочой тестостерон в количестве 20% от такового у мужчин, а в мужском организме секретируется эстрогенов всего лишь в 3—4 раза меньше, чем в женском.
Женские половые гормоны представлены двумя основными группами: эстрогенами и прогестероном. Именно эти гормоны способствуют фазовым изменениям в матке.
Согласно современным представлениям, эстрогены образуются тека-клетками созревающего фолликула и в меньшей степени — желтым телом. Основными представителями эстрогенов являются эстрадиол, эстрон и эстриол, которые обладают активностью в соотношении 50:10: 1.

Как отмечалось выше, пол зародыша принципиально определяется при оплодотворении яйцеклетки. Яйцеклетка всегда содержит Х-хромосому, и пол зародыша зависит от того, какой сперматозоид ее оплодотворит—содержащий Х-хромосому (женский вариант) или Y-хромосому (мужской вариант). В женском организме одна из Х-хромосом подвергается спирализации, приводящей к образованию компактной глыбки полового хроматина. Наличие полового хроматина удается установить на 12—16-й день развития зародыша, если кариотип соответствует женскому. Интересно, что спирализации подвергается любая из Х-хромосом. Половина клеток женского организма имеет отцовскую Х-хромосому, а половина— материнскую, тогда как в мужском организме все Х-хромосомы имеют только материнское происхождение. Предполагается, что инактивация второй Х-хромосомы у девочек происходит не полностью и остаются локусы, ответственные за половое развитие. Предполагается также, что основная (неспирализованная) Х-хромосома ответственна за соматические процессы, но не играет существенной роли в половом диморфизме.