O processo de fertilização é o processo em que células sexuais especializadas, conhecidas como gametas masculinos e femininos, se combinam para formar uma nova célula, conhecida como zigoto. A célula fertilizada então se desenvolve em uma nova prole com seu próprio conjunto de material genético. O material genético da prole combina genes dos dois doadores e isso leva à variação genética, um aspecto importante da sobrevivência de uma população.
A fertilização pode ocorrer por meio de dois mecanismos. O primeiro é externo, onde os ovos são fertilizados fora do corpo, e o segundo mecanismo é interno, com os ovos fertilizados dentro do corpo do organismo. A fertilização externa ocorre principalmente em ambientes úmidos e requer que os dois organismos descarreguem seus gametas em seus arredores imediatos. Em fertilizações internas, os organismos têm partes do corpo especializadas para proteger o ovo em desenvolvimento.
Embora a fertilização seja necessária para organismos que se reproduzem sexualmente, alguns organismos não precisam de fertilização para se reproduzir. Isso é chamado de reprodução assexuada. Na reprodução assexuada, um organismo se reproduz criando um clone de si mesmo por meio da mitose, um processo de divisão celular, sem a necessidade de fertilização.
Em organismos bissexuais, a reprodução sexuada ocorre quando gametas masculinos e femininos de um único organismo se fundem. Isso é conhecido como autofecundação e é comum em muitas plantas com flores, invertebrados e protozoários.