精子细胞中染色体具有23条，其中22条为常染色体，1条为性染色体。除精子细胞和卵子细胞外，人体绝大多数细胞，男性和女性均含有46条染色体，即23对染色体，成对存在即2条为1对。每对染色体内2条染色体比较接近，特别是22对常染色体，最后1对为性染色体比较特殊，女性为XX，2个X比较接近，而男性为XY，2个染色体不同。

在形成精子细胞过程中，会发生1次重要变化，称为减数分裂，将1个体细胞的23对染色体分成两个23条，分别形成2个精子细胞，22对常染色体等半分布在2个精子细胞中，而性染色体XY，则分布在不同2个精子细胞中。因此，人体精子细胞中含有23条染色体，其中最后1条性染色体为X或Y，之所以精子细胞中染色体是人体体细胞染色体的一半，是由于减数分裂造成，但精子携带一半染色体与卵子携带女方的一半染色体，结合在一起可组成完整胎儿所需要的染色体。