精子形成の間に、精細胞は、基礎になる中心小体から、細長く微小管が成長し、精子の尾部を形成し始める。これらの微小管は、べん毛を形成する。ミトコンドリアはエネルギー供給を確保するために、べん毛の周囲に配置され、尾部の前方部分が厚くなり、中片といわれる。精細胞DNAはまた、高度に凝縮されて、パッケージングされる。 DNAは、特定の核塩基性タンパク質によりまずパッケージ化され、その後、そのタンパク質は精細胞の伸長時に プロタミン といわれるタンパク質で置換される。得られた密集したクロマチンは転写されることはない。ゴルジ装置は、先体になり、凝縮核を取り囲む。その後、成熟がテストステロンの影響下で起こる。テストステロンは、残りの不要な細胞質と細胞小器官を除去する。残留体として知られている過剰な細胞質は、精巣中で囲まれているセルトリ細胞により貪食される。得られた精子は成熟しているが、運動性はない。排精と呼ばれるプロセスで精細管の内腔に保護セルトリ細胞から放出される。非運動性の精子が蠕動収縮の助けを借りてセルトリ細胞によって分泌され、精巣液中の精巣上体に輸送される。精巣上体における精子は運動性を獲得し、受精できるようになる。しかし、男性の生殖器系の残りの部分は、成熟した精子が、筋肉の収縮の助けではなく、自ら獲得した運動により移動しないといけない。
減数分裂第二分裂により、二次精母細胞から精細胞がつくられる。二次精母細胞が減数分裂第二分裂をして、半数体の精細胞となる。この段階はすばやく進むため、二次精母細胞はほとんどの組織学的観察では観察されない。
精母細胞形成は生殖母細胞の形成の男性の形態であり、遺伝物質の通常の半分、つまり半数体である精細胞の形成をもたらす。精母細胞形成では、精細管の基底部分に存在する二倍体である精原細胞は体細胞分裂を行い、一次精母細胞と呼ばれる2つの二倍体の細胞を産生する。一次精母細胞は、その後、精細管の管の内部に移動し、DNAを複製し、その後、減数分裂をおこない、半数体の二次精母細胞となる。減数分裂では、配偶子の遺伝的変異性を高めるために、両親から受け継いだ染色体をランダムに分配し、また、相同染色体どうしを交差させるなどの遺伝的変異がおこる。精細胞への精原細胞からの分裂では、それぞれの細胞が完全には分離しない。細胞は、同期して分化できるように、細胞質が橋渡しされ、相互に接続されたままになっている。また、精原細胞が分裂するとすべての細胞が、精母細胞となるわけではない。そうなった場合は、精原細胞がなくなってしまう。そうならないように、精原細胞は、確実に自分自身のコピーを生成するためにも体細胞分裂をおこなう。
人間の場合は、精子形成の過程全体は74日 （トリチウム標識生検による）から、約120日 （DNAクロック測定による）かかると推定されている。管などをとおる時間も含めると、3ヶ月を要す。精子は毎日2から3億生成されている。 しかし、約半分、または１億のみが、成熟した精子になる。
精子形成は、男性生殖器系のいくつかの構造内で行われる。初期段階は精巣内で起こり、その後、精巣上体へ移る。精巣上体では、配偶子が成熟し、射精するまで保存される。精巣の精細管から、これらの過程は起こる。精細管の壁側には、幹細胞があり、そこから分裂が始まり、管の最も内側の部分に進むに従って、発生が進む。成熟は精巣上体で起こる。成熟した精子を生成するために、精子形成の過程は37°C（通常の体温）より1℃-8℃低い温度を必要とするため、精巣や陰嚢の温度が特に重要である。 精巣や陰嚢が身体からぶらさがっているような構造をしていることは、温度をコントロールする上で重要である。臨床的には、小さな温度の変動は、精子の生存率や数の減損にはつながらない。
内装においては、編成の両端を除く全席が脚台のないロングシート「G-Fit」となり、7000系より最大乗車人員が1割程度増加するとしている。車内照明は薄型面発光LED式が採用され、天井空間の圧迫感の軽減と環境負荷の低減が図られており、窓ガラスは日射・紫外線・熱線の透過率が低いグリーンガラスを採用している。座席はセミハイバックタイプのバケットシートを採用、一般席の座席モケットは青だが、優先席部ではオレンジとしている。座席袖仕切りは強化ガラス製を採用した。荷棚も設置され、こちらも一部強化ガラスを採用している。空調装置は、7000系の車端上部2ヶ所からの冷風を車内中央に流していた方式から、天井にダクトと冷風吹き出し口のスリットを設けて車内において均一に冷房が効くようにしたダクト空調方式に変更されている。編成先頭部は7000系・7200系に引き続き、前面展望座席（3席）が設置されており、営業時は原則としてATOによる無人運転を行うことから、運転台は通常はカバーで覆われている。運転台の表示は10.4インチ液晶ディスプレイ（LCD）方式のグラスコックピットとなる。また、前面窓の大型化により車内眺望の向上が図られた。優先席は編成全車両に設置された。優先席では座席モケットのほか、つり革もオレンジである。また、中間車4両にそれぞれ1か所ずつ車椅子スペースが設けられ、跳ね上げ座席は廃されてフリースペースとした。ドアは7000系の外釣り式片開きから、外釣り式両開きとなった。駆動方式は永久磁石同期モータにより駆動されるラック・ピニオン方式。側扉上には千鳥配置（1両あたり2台）17インチ液晶ディスプレイ（LCD）方式の車内案内表示装置を設置、日本語の他に、英語、中国語、韓国語での案内を行う。各車体両妻面の鴨居部に防犯カメラが設置された。