La fécondation, qui résulte de la fusion entre un spermatozoïde et un ovocyte, aboutit à la formation, par recombinaison génétique, d'un nouveau génome différent de celui du père comme de celui de la mère. Dans l'espèce humaine, la rencontre des gamètes a lieu dans l'appareil génital féminin, au niveau de la jonction isthmoampullaire de la trompe de Fallope. Le spermatozoïde éjaculé acquiert sa capacité fécondante lors de sa traversée des voies génitales féminines au cours de la capacitation. Cette maturation indispensable du spermatozoïde lui permet de traverser la couche de cellules folliculaires entourant l'ovocyte, de reconnaître et de se fixer à la zone pellucide (fixation primaire). Il traverse cette dernière en réalisant la réaction acrosomique, c'est-à-dire l'exocytose de son contenu acrosomique, ce qui lui permet de se fixer plus solidement à la zone pellucide (fixation secondaire) et de la pénétrer. Le spermatozoïde se retrouve alors dans l'espace périvitellin au contact direct de la membrane plasmique ovocytaire avec laquelle il fusionne. La fusion du spermatozoïde induit une libération de calcium à partir du réticulum endoplasmique lisse ovocytaire. Ces vagues calciques se propagent à l'ensemble de la cellule et provoquent l'activation de l'ovocyte qui incorpore le spermatozoïde, réalise la réaction corticale et achève sa deuxième division de méiose. Il s'ensuit la formation des pronoyaux mâle et femelle qui se rapprochent et migrent au centre de l'œuf. La réunion de ces deux matériels génétiques (amphimixie) marque la fin de la fécondation et le début du développement embryonnaire.