巨核细胞造血或巨核细胞生成（megakaryocytopoiesis）大致分为四个递进的阶段：第一阶段为造血干细胞分化形成巨核祖细胞。巨核系祖细胞核内染色体一般为2倍体或4倍体，具有增殖能力，为巨核细胞的主要扩增库。第二阶段为巨核祖细胞增殖分化为形态学上可以识别的原始巨核细胞。第三阶段为原幼巨核细胞成熟，失去增殖能力，进入细胞核内有丝分裂，与胞质同步成熟，也可以胞质快于胞核成熟。巨核细胞通过有丝分裂，染色体倍增而胞质不分裂，故为多倍体（polyploidy）的多核巨大细胞。第四阶段为巨核细胞胞质成熟后形成血小板（thrombopoiesis, thrombocytopoiesis）。因此，巨核细胞生长发育的一般规律是细胞由小到大，产生血小板巨核细胞显著大小不一，可以是原幼巨核细胞也可以是巨大的成熟型巨核细胞生成血小板。由巨核细胞成熟胞质中膜性成分被分隔成许多小区时即形成血小板，当通过静脉窦窦壁内皮间空隙时从巨核细胞上脱落，进入血流。

巨核细胞生成的调节一方面受骨髓巨核细胞以及循环血中血小板数量和对血小板需求量的影响，另一方面受巨核细胞生成调节因子水平的影响。调节巨核细胞生成的主要刺激因子有干细胞因子、白介素-3、巨核细胞集落刺激因子、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子和血小板生成素（thrombopoietin, TPO）等。它们作用于巨核细胞生成中的不同阶段，促使巨核细胞分化和增殖，或巨核细胞胞质成熟生成血小板。抑制性调控巨核细胞生成的因子有转化生长因子β和干扰素α、β。临床上，应用干扰素α可降低特发性血小板增多症（essential thrombocythaemia, ET）和其他骨髓增殖性肿瘤（myeloproliferative neoplasms, MPN）的血小板数量。转录因子GATA-1和NF-E2对巨核细胞的发育也起调控作用。巨核细胞与红细胞、嗜酸性粒细胞和肥大细胞系一样，表达GATA-1。GATA-1启动子缺乏动物不发生贫血，但血小板数量只有正常的15%，且发育的巨核细胞为胞质少的、几乎都无界膜、无血小板小片和血小板颗粒的多核叶小型细胞；而缺乏NF-E2的动物出现轻度贫血和重度血小板减少，其巨核细胞为多核叶、少颗粒和丰富界膜、不产生血小板小片的大型细胞。

在巨核细胞成熟中，产生一些较特异的细胞表面分化抗原和蛋白质。前者如表达糖蛋白Ⅱb-Ⅲa（glycoprotein Ⅱb/Ⅲa，GPⅡb-Ⅲa，即CD41）、血小板过氧化物酶（platelet peroxidase, PPO）、糖蛋白Ⅰb（GPⅠb，即CD42）和糖蛋白Ⅳ（GPⅣ，即CD36）；后者有β血小板球蛋白和血小板第4因子（platelet factor 4，PF4）等。通过对这些成分的鉴定可以识别巨核细胞所处的分化或成熟的阶段。