雄芽于5月間露出到翌春4月間發育成熟，從開始分化到散粉整個發育過程約一年時間。核桃雄花芽與側生葉芽屬同源器官。核桃雄花芽分化劃為以下5個時期：

(1)鱗片分化期

母芽雛梢分化之后，在葉腋間出現側芽原基，4月上旬側芽原基在母芽內開始鱗片分化，4月下旬隨母芽萌發新梢生長，側芽原基外圍已有4個鱗片形成。雄芽生長點較扁平，鱗片亦較葉芽為少。

(2)苞片分化期

繼鱗片分化期之后，在鱗片內側，生長點周圍，從基部向頂端逐漸分化出多層苞片突起。

(3)雄花原基分化期

于4月下旬到5月初，從雄花芽基部開始向頂端，在苞片內側基部出現突起，即單個雄花原基。

(4)花被及雄蕊分化期

于5月初至5月中旬，雄花原基頂端變平并凹陷，邊緣發生突起，即花被的初生突起。

(5)花被及雄蕊發育完成期

于5月中旬至6月初，并排的雄蕊突起發育成并列的柱狀雄蕊，最多可觀察到6個。一排花被突起發育成一圈向內彎曲包裹著雄蕊，苞片又從雄花基部伸出，伸向花被外圍，此時整個雄花芽已突破鱗片，像一個松球，至此雄花芽形態分化完成。

雄花芽分化當年夏季變化甚小，長約0.5厘米，玫瑰色，秋末變為綠色，冬季變淺灰色，翌春花序膨大。花藥的發育從翌年春季開始，花藥原基經過分裂，逐漸形成小孢子母細胞。散粉前3周分化花粉母細胞，前2周形成四分體，其后2～3天形成全部花粉粒。花序伸長初期呈直立或斜向上生長，顏色變為淺綠色，1周后開始變軟下垂并伸長，雄花分離，總苞開放。由花序基部向前端各小雄花逐漸開放散粉，2～3天散完，成熟的花藥黃色。散粉速度與氣溫有關，溫度高，散粉快。花序散粉后，花藥變褐，枯萎脫落。

雄花芽的著生特點是：短果枝>;中果枝>;長果枝，內膛結果枝>;外圍結果枝。