Do otprilike sedme nedjelje razvoja, embrion oba pola posjeduje identičan, takozvani indiferentni skup polnih struktura. Genetski pol je određen još od oplođenja, ali se anatomski razlikuje tek kada te indiferentne strukture počnu da se razvijaju u jednom od dva moguća pravca.

Indiferentna faza. Indiferentne polne strukture čine genitalni greben, traka zadebljanog epitela i kondenzovanog mezenhima uz mezonefros, i dva para paralelnih kanala koji se pružaju niz cijelu dužinu embriona: mezonefrični (Wolfov) kanal i paramezonefrični (Mülerov) kanal. U genitalni greben tokom četvrte do šeste nedjelje pristižu primordijalne germinativne ćelije, koje potiču iz žumančane kese i do njega migriraju. Do sedme nedjelje, genitalni greben je i dalje bipotencijalan, sposoban da se razvije u testis ili jajnik, a oba para kanala su još uvijek prisutna kod oba pola.

SRY gen i diferencijacija testisa. Odluku o pravcu razvoja pokreće SRY gen, smješten na kratkom kraku Y hromozoma. Njegov proizvod se u genitalnom grebenu eksprimira u ćelijama koje su prekursori Sertolijevih ćelija i pokreće njihovu diferencijaciju, čime genitalni greben postaje testis. Same Sertolijeve ćelije zatim postaju izvor dva ključna signala koji usmjeravaju sav dalji razvoj muškog reproduktivnog sistema.

Anti-Mülerov hormon i regresija Mülerovih kanala. Sertolijeve ćelije luče anti-Mülerov hormon (AMH), koji izaziva regresiju paramezonefričnih (Mülerovih) kanala. Kod muškog pola ovi kanali stoga nemaju ulogu u građi zrelog reproduktivnog sistema i skoro potpuno nestaju.

Testosteron i sudbina Wolfovih kanala. Lajdigove ćelije, koje se u razvijajućem testisu diferenciraju nezavisno od Sertolijevih, počinju da luče testosteron. Pod njegovim uticajem, mezonefrični (Wolfovi) kanali, koji bi kod ženskog pola regresirali, umjesto toga opstaju i razvijaju se u epididimis, vas deferens i sjemene mjehuriće. Detaljna histološka građa ovih organa, kao i testisa, opisana je na posebnim stranicama.

Indiferentna faza spoljašnjih genitalija. Paralelno sa unutrašnjim vodovima, i spoljašnji genitalni organi prolaze kroz indiferentnu fazu sa tri zajednička elementa: genitalni tuberkul, par uretralnih nabora uz ivice urogenitalnog sinusa i par labioskrotalnih izbočina lateralno od njih.

Dihidrotestosteron i muška spoljašnja genitalija. U tkivima genitalnog tuberkula i okolnih struktura, enzim 5-alfa-reduktaza konvertuje testosteron u dihidrotestosteron (DHT), znatno moćniji androgen za ovaj proces. Pod uticajem DHT, genitalni tuberkul se izdužuje i formira penis. Uretralni nabori se spajaju u srednjoj liniji i formiraju penilnu uretru, dok se labioskrotalne izbočine spajaju u srednjoj liniji i formiraju skrotum.

Descensus testisa. Testisi se formiraju visoko u trbušnoj duplji i tokom razvoja se postepeno spuštaju. U drugoj polovini trudnoće prolaze kroz ingvinalni kanal i spuštaju se u skrotum, proces koji je kod velike većine dječaka završen do rođenja.