La fécondation, fusion d'un gamète mâle (spermatozoïde) et d'un gamète femelle (ovule) pour donner une cellule-œuf, est le point de départ de la formation d'un nouvel individu chez tous les êtres vivants qui pratiquent la reproduction sexuée. Chez les animaux, la fécondation peut être externe, c'est-à-dire se produire dans le milieu extérieur (c'est le cas chez les échinodermes, la plupart des poissons, les amphibiens, etc.), ou bien interne, à l'intérieur des voies génitales de la femelle (il faut alors qu'il y ait copulation ; c'est le cas des mammifères, des oiseaux, des requins, etc.).

Le spermatozoïde possède dans sa tête des enzymes capables de perforer la membrane de l'ovule. Son noyau pénètre alors dans l'ovule, où il fusionne avec le noyau de celui-ci. Ces deux noyaux à n chromosomes (haploïdes) forment grâce à cette fusion un noyau à 2 n chromosomes (diploïde), qui va aussitôt commencer à se diviser. De façon générale, un ovule ne peut être fécondé que par un seul spermatozoïde.

Chez l'espèce humaine, lors d'un rapport sexuel, environ 250 millions de spermatozoïdes (dans environ 3 ml de sperme) sont déposés dans le vagin. Seulement 1 % d'entre eux (2,5 millions) gagnent l'utérus, où ils survivent 3 à 4 jours. De là, à peine quelques milliers parviennent aux trompes de Fallope, où peut se trouver un ovule, qu'un seul spermatozoïde peut féconder.