Ogólnie rzecz biorąc, proces zapłodnienia jest środkiem reprodukcji życia lub przynajmniej pierwszym krokiem tego większego zjawiska. Życie na ziemi składa się na ogół z dwóch odrębnych części: materiału genetycznego zarówno męskiego, jak i żeńskiego rodzica. Dotyczy to zarówno zwierząt, jak i roślin. Biologicznym określeniem połączenia tych materiałów jest nawożenie. U ludzi i większości innych ssaków do zapłodnienia dochodzi podczas stosunku płciowego, kiedy plemniki męskie spotykają się z żeńską komórką jajową. U gadów, ptaków i ryb zwykle obejmuje również plemniki i jaja, przez skrzyżowanie i rzeczywisty proces zapłodnienia zwykle nie jest tak usprawniony. Czasami samica składa jaja na długo przed zapłodnieniem ich przez samca, lub zapłodnienie może nastąpić w wyniku rzeczywistej kopulacji. Do zapłodnienia roślin dochodzi zazwyczaj, gdy pyłek i inne materiały z męskiej części rośliny umieszcza się w części żeńskiej, często z pomocą pszczół lub innych owadów.
U ludzi i innych ssaków
U ludzi i większości innych ssaków do zapłodnienia dochodzi najczęściej, gdy stosunek płciowy ma miejsce podczas okresu „płodnego” lub owulacji samicy. Różne zwierzęta mają różne cykle, niektóre owulują tylko raz w roku; ludzie zwykle mają owulację raz w miesiącu. Dojrzała płciowo ludzka kobieta jest zwykle płodna około 14 dnia cyklu miesiączkowego. Na kilka dni przed owulacją u kobiety szyjka macicy wydziela śluz, który umożliwia plemnikom szybsze przemieszczanie się w kierunku macicy i jajowodów. Podczas owulacji z jajnika do jajowodu uwalniana jest dojrzała komórka jajowa. Przez około 12 do 24 godzin dojrzałe jajo jest gotowe do zapłodnienia.
Plemniki uwalniane do pochwy przemieszczają się w kierunku macicy do jajowodu w celu wyszukania komórki jajowej. Setki tysięcy plemników może zostać uwolnionych podczas wytrysku, ale tylko jeden może przeniknąć do komórki jajowej i rozpocząć proces. Ludzkie plemniki są w stanie pozostać przy życiu przez 48 do 72 godzin w żeńskim układzie rozrodczym i mogą zapłodnić komórkę jajową, gdy tylko nastąpi owulacja. Kiedy plemnik i komórka jajowa spotykają się, powstaje zygota.
Rozwój zygotyczny
Zygota następnie przechodzi podział komórkowy i staje się embrionem. W ciągu pięciu do siedmiu dni zarodek zostaje wszczepiony do macicy. Po wszczepieniu zarodek przejdzie wiele etapów rozwoju, które, przynajmniej w przypadku ludzi, kończą się w ciągu około dziewięciu miesięcy wewnątrz macicy. W czasie ciąży organizm kobiety uwalnia specyficzny hormon zwany ludzką gonadotropiną kosmówkową (hCG), który można wykryć w moczu i krwi. Dodatni domowy test ciążowy po ominięciu miesiączki zwykle wskazuje, że zapłodnienie się powiodło.
Sztuczne zapłodnienie
Proces zapłodnienia może również zachodzić poza macicą, poprzez zapłodnienie in vitro (IVF). Naukowcy zwykle wykonują tę procedurę tylko wtedy, gdy pary nie są w stanie zajść w ciążę w sposób naturalny, choć czasami jest ona również stosowana przez opiekunów zoo i innych opiekunów zwierząt w celu rozmnażania zwierząt trzymanych w niewoli. W takich sytuacjach tradycyjne sposoby zapłodnienia mogą nie być możliwe, jeśli samce i samice żyją daleko lub jeśli mogą doznać urazu spowodowanego zmianami potrzebnymi do naturalnego kojarzenia się.
IVF jest zwykle wykonywany w laboratorium, gdzie dojrzałe komórki jajowe pobrane z jajników samicy i nasienie samca są umieszczane w zamkniętym naczyniu do zapłodnienia. Wszelkie powstałe embriony są następnie wszczepiane w łono kobiety i mogą rozwijać się i rosnąć w sposób naturalny. Dzieci urodzone w wyniku tego procesu są czasami nazywane „dziećmi z probówki”.
U zwierząt innych niż ssaki
Istnieje kilka różnych sposobów rozmnażania się gadów, ptaków i innych ssaków, takich jak ryby. Ogólnie rzecz biorąc, stworzenia te składają jaja, a nie rodzą żywe dzieci. Jaja są czasami zapłodnione, gdy są jeszcze wewnątrz matki, ale można je również zapłodnić później; wiele zależy od zwierzęcia i okoliczności. Jednak w większości przypadków rozwój embrionalny i wzrost od tego momentu jest mniej więcej analogiczny do ludzkiego, chociaż odbywa się w jaju, a nie w macicy.
W roślinach
Proces nawożenia roślin jest często uderzająco odmienny. Nie tylko nie ma plemników ani komórki jajowej, ale zwykle nie ma też możliwego do zidentyfikowania „dziecka”. Rośliny mają jednak materiał genetyczny, który jest zdecydowanie zarówno męski, jak i żeński, które muszą się połączyć, aby nastąpiło rozmnażanie. Wiele roślin ma obie te części. W rezultacie kwiaty, drzewa i krzewy nie są zwykle męskie ani żeńskie, często są zarówno męskie, jak i żeńskie.
Zapłodnienie w tych przypadkach prawie zawsze wiąże się z przeniesieniem pyłku z pręcika lub męskiej części rośliny na znamię, czyli część żeńską; zwykle jest następnie przenoszony do słupka, który jest w zasadzie jajnikiem rośliny. Rezultatem jest zwykle owoc, kwiat lub pączek, który sam zawiera replikę materiału genetycznego — często w postaci nasiona lub nowej konfiguracji pyłku — co może pomóc w ponownym rozpoczęciu procesu w kolejnym pokoleniu.