睾丸來源於腎體內側的性腺始基。在男性生殖腺的形成方麵，主要決定於原始生殖細胞上有Y染色體。當其到達生殖脊後，經過約6～7周（約56天）形成睾丸索，繼而形成睾丸縱隔。睾丸縱隔的結締組織向生殖細胞索之間延伸形成睾丸小隔，將睾丸分為約200個小葉，每葉內的生殖細胞索分化成數條曲細精管，再進一步分化為直細精管和睾丸網。4個月時逐漸成熟並隨著米勒管開始自後腹膜盆骨方向下降。生殖腺的位置原在腹腔後上方，在胚胎期生長迅速，生殖腺逐漸下降。到胚胎後期，18周時已移到骨盆邊緣。到第6個月時睾丸已在腹股溝管上口，從第7個月開始，沿腹股溝管下降，到第8個月時降入陰囊。大約在胚胎7～9個月時，睾丸可降入陰囊中。但由於某些因素的影響，少數胎兒至出生時睾丸仍未降入陰囊，而滯留於腹腔或腹股溝的某個部位，這種情況稱之為隱睾或睾丸下降不全。阻礙睾丸下降的原因有精索過短、腹膜後纖維性粘連、垂體功能不全、睾丸引帶終止不正常或腹股溝發育異常等。
睾丸是男性生殖腺，位於陰囊內，左右各一。由精索將其懸吊於陰囊內，長約4～5cm，厚約3～4cm，各重15g左右。睾丸是微扁的橢圓體，表麵光滑，分內、外側麵，前、後緣和上、下端。前緣遊離，後緣有血管、神經和淋巴管出入，並和附睾和輸精管下段（睾丸部）相接觸。
睾丸表麵有一層厚的致密結締組織膜，稱白膜。白膜的內方為疏鬆的結締組織，內有豐富的血管，稱血管膜，其中含有較多的血管。睾丸的白膜在其背側增厚，並向睾丸內陷入，構成睾丸縱隔。由睾丸網發出12～13條彎曲的小管，稱睾丸輸出管，它們穿出白膜進入附睾頭中。曲細精管之有間質細胞可以分泌雄性激素，促進男性生殖器官和男性第二性征的發育及維持。曲細精管上皮細胞具有產生精子的作用，曲細精管互相結合成直細精管，是精子輸送的管道係統，最後彙集、合成一條管進入附睾頭部，通過輸精管排出體外。
睾丸的生理作用眾所周知，是產生精子和雄性激素的唯一器官，決定著孩子長大成人後是否具備正常的性功能和生育功能，影響孩子的一生。睾丸隨著性成熟迅速生長，老年人的睾丸隨著性機能的衰退而萎縮變小。