При проращивании спор в хвощей бывает три типа гаметофита: мужские, женские и обоеполые, которые отличаются между собой по скорости роста, темпам развития и морфологией. Размеры мужских варьируют в диаметре от 1 до 10 мм,
женских - от 3 до 30 мм. У одного и того же вида мужские гаметофиты мельче женских. Первые антеридии появляются на мужских гаметофитах в зависимости от вида хвоща через 20 - 110 дней после посева спор, а первые архегонии на женских гаметофитах - через 30 - 130 дней.
В гаметофитах количество антеридиях обычно невелика. Старые гаметофиты могут иметь несколько ветвей с десятками и сотнями антеридиях.
При формировании женского гаметофита краевая меристема обычно не прекращает свою деятельность с образованием подушки, пластинок и ризоидов, но, когда подушка достигнет определенной величины, некоторых клеток меристемы возникают архегонии. Зрелые архегонии располагаются у основания пластинок. В неветвистым гаметофит через некоторое время меристема по всему краю подушки начинает формировать антеридии. Если гаметофиты ветвистые, то краевая меристема только некоторых ветвей перерождается и дает начало антеридиальным ветвям. Таким образом, сначала женский гаметофит превращается в двуполый, несущей одновременно и архегонии и антеридии. Постепенно все ветви женского гаметофита перерождаются в антеридиальные, и после отмирания архегонии гаметофит становится функционально мужским.
Гаметофиты хвощей очень чувствительны к воздействию окружающих условий. Обычно, количество мужского гаметофита в популяции очень сильно варьирует (от 3 до 100%) в зависимости и от вида хвоща, и от различных условий среды. В целом условия, способствующие росту молодых гаметофита, приводят к формированию большего числа женского гаметофита, а при неблагоприятных условиях роста образуется больше мужских.
Зрелые антеридии различных видов хвоща отличаются друг от друга формой полости, в которой лежат сперматоциты, степени своего подъема над поверхностью гаметофита, числом, формой и расположением клеток крышечки.
Хвощи обладают большими и очень сложно устроенными сперматозоидами. Локомоторной (двигательный) аппарат сперматозоида состоит из спирально скрученной опорного тела, с многочисленными (около сотни) жгутиками, устремленными живого сперматозоида назад и в сторону. Каждый жгутик волнообразно изгибается и описывает в пространстве коническую поверхность. Продолжительность плавания сперматозоидов, направление и характер их движения (длина и амплитуда волны) зависят от состава и температуры воды.
Зрелый архегоний состоит из погруженного в ткань гаметофита брюшка и выступает над его поверхностью трех-, четырехъярусной шейкой. В брюшке находится яйцеклетка.
Оплодотворение у хвощей начинается только при наличии капельно-жидкой воды на поверхности гаметофита (при обильной росы, дождя). Слизь выступает шейки архегонии, в воде разбухает и выделяет в ней вещества, привлекающие сперматозоиды, подплывают к шейке и проникают в ее канал. Но только один из сперматозоидов сливается с яйцеклеткой. В результате оплодотворения образуется зигота, которая сразу же, прорастая, дает начало спорофита.