El ameloblasto secretor es una célula diferenciada que ha perdido la capacidad de dividirse por mitosis. Presenta una forma cilíndrica y delgada, con el núcleo situado en el polo distal, opuesto a la membrana basal y al futuro límite amelodentinario. Los gránulos secretores o cuerpos ameloblásticos, originados en el complejo de Golgi, migran hacia el polo proximal de la célula, donde se liberan sobre la dentina ya formada. La secreción de proteínas del esmalte y la aparición de cristales inorgánicos ocurren de manera casi simultánea. Durante la formación de la primera capa amorfa de esmalte, los ameloblastos se alejan de la superficie dentinaria y desarrollan una proyección cónica denominada proceso de Tomes. En esta etapa, el ameloblasto secretor se caracteriza por esta estructura, encargada de formar UEBE, prismas o varillas, y de organizar los cristales en su interior. Las dos vertientes membranosas del proceso de Tomes corresponden a áreas diferenciadas de secreción.
A) El polo secretor, con sus invaginaciones, es el encargado de formar el esmalte en la cabeza de los prismas. Los cristales que se depositan sobre la materia orgánica se orientan de forma perpendicular a la superficie del polo secretor.
B) El polo secretor de superficie lisa es el encargado de formar el esmalte en la cola del prisma adyacente. Los cristales depositados en esta zona suelen ser también perpendiculares a la superficie. Ambas secreciones, junto con su posterior mineralización, darán lugar a la organización de los prismas y a la orientación de los cristales en su interior.