Quá trình thụ tinh là quá trình các tế bào sinh dục chuyên biệt, được gọi là giao tử đực và cái, kết hợp để tạo thành một tế bào mới, được gọi là hợp tử. Tế bào được thụ tinh sau đó phát triển thành một thế hệ con mới với tập hợp vật chất di truyền của chính nó. Vật chất di truyền của thế hệ con cái kết hợp các gen từ hai người hiến tặng và điều này dẫn đến sự biến đổi gen, một khía cạnh quan trọng của sự sống còn trong một quần thể.
Sự thụ tinh có thể xảy ra thông qua hai cơ chế. Cơ chế đầu tiên là bên ngoài, nơi trứng được thụ tinh bên ngoài cơ thể và cơ chế thứ hai là bên trong, với trứng được thụ tinh bên trong cơ thể của sinh vật. Sự thụ tinh bên ngoài chủ yếu xảy ra trong môi trường ẩm ướt và yêu cầu hai sinh vật thải giao tử vào môi trường sống ngay lập tức của chúng. Trong quá trình thụ tinh trong, các sinh vật có các bộ phận cơ thể chuyên biệt để bảo vệ trứng đang phát triển.
Mặc dù thụ tinh là cần thiết cho các sinh vật sinh sản hữu tính, một số sinh vật không cần thụ tinh để sinh sản. Đây được gọi là sinh sản vô tính. Trong sinh sản vô tính, một sinh vật sinh sản bằng cách tạo ra một bản sao của chính nó thông qua nguyên phân, một quá trình phân chia tế bào mà không cần thụ tinh.
Ở các sinh vật lưỡng tính, sinh sản hữu tính xảy ra khi các giao tử đực và cái từ một sinh vật duy nhất hợp nhất với nhau. Đây được gọi là quá trình tự thụ tinh và phổ biến ở nhiều loài thực vật có hoa, động vật không xương sống và động vật nguyên sinh.
