Η γονιμοποίηση είναι μια διαδικασία με την οποία το σπέρμα εισάγεται στο γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα για να βοηθήσει στην αναπαραγωγή. Υπάρχουν διάφορα μέσα για την επίτευξη αυτού του στόχου. Η τεχνητή γονιμοποίηση, η χρήση καθετήρων ή άλλων ιατρικών συσκευών για την εισαγωγή του σπέρματος, χρησιμοποιείται συνήθως για την εκτροφή ζώων ή για να βοηθήσει ανθρώπους με διάφορα ζητήματα υπογονιμότητας να συλλάβουν ένα παιδί. Η τραυματική σπερματέγχυση είναι μια μορφή αναπαραγωγής εντόμων που περιλαμβάνει το αρσενικό να τρυπάει το σώμα της γυναίκας και όχι τα γεννητικά της όργανα με το αναπαραγωγικό όργανο.
Κατά τη διάρκεια της τεχνητής γονιμοποίησης σε ζώα, ένα δείγμα σπέρματος λαμβάνεται από το επιθυμητό αρσενικό και εισάγεται στο επιλεγμένο θηλυκό. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στο αρσενικό να γεννήσει πολύ περισσότερους απογόνους από ό,τι θα μπορούσε μέσω του σωματικού ζευγαρώματος με τα θηλυκά. Βελτιώνει επίσης τη δεξαμενή γονιδίων επιτρέποντας την αναπαραγωγή μόνο μεταξύ υγιών ζώων και μειώνοντας την πιθανότητα αιμομιξίας. Η ελεγχόμενη αναπαραγωγή μπορεί επίσης να βελτιώσει την ιδιοσυγκρασία του αρσενικού, το οποίο με τη σειρά του μειώνει τις πιθανότητες τραυματισμού άλλων ζώων και του ιδιοκτήτη τους. Όταν χρησιμοποιείται τεχνητή γονιμοποίηση, χρειάζονται λιγότερα αρσενικά για τη διευκόλυνση της αναπαραγωγής, μειώνοντας το κόστος φροντίδας και διατροφής για το κοπάδι.
Η διαδικασία είναι μέρος της τεχνολογίας υποβοηθούμενης αναπαραγωγής που είναι διαθέσιμη σε άτομα που αντιμετωπίζουν μια σειρά από προβλήματα γονιμότητας. Εάν η υπογονιμότητα προκαλείται από προβλήματα με τον άνδρα, όπως χαμηλός αριθμός σπερματοζωαρίων ή κινητικότητα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σπέρμα δότη. Η δωρεά σπέρματος μπορεί να διευθετηθεί ανώνυμα μέσω τράπεζας σπέρματος. Σε περιπτώσεις όπου είναι επιθυμητή μια βιολογική σύνδεση με τον πατέρα, ένας άνδρας συγγενής μπορεί να παρέχει το δείγμα.
Μια άλλη μορφή τεχνητής γονιμοποίησης που χρησιμοποιείται στον άνθρωπο είναι η ενδομήτρια γονιμοποίηση (IUI). Σε μια διαδικασία IUI, το σπέρμα εισάγεται απευθείας στη μήτρα και όχι στον κόλπο ή τον τράχηλο. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται συνήθως σε περιπτώσεις γυναικείας υπογονιμότητας που προκαλείται από εσωτερικές καταστάσεις που είναι επιβλαβείς για τα σπερματοζωάρια. Η αυχενική βλέννα που είναι πολύ παχύρρευστη, για παράδειγμα, μπορεί να εμποδίσει το ταξίδι του σπέρματος στη μήτρα και η υπερβολικά όξινη βλέννα μπορεί να σκοτώσει τα κύτταρα. Η εισαγωγή του σπέρματος στη μήτρα του επιτρέπει να παρακάμψει τον τράχηλο της μήτρας, δίνοντάς του περισσότερες πιθανότητες επιτυχούς σύλληψης.
Στο βασίλειο των εντόμων, η διαδικασία μπορεί να λάβει χώρα μέσω τραυματικής γονιμοποίησης. Οι κοριοί, ορισμένα είδη κοριών και μερικές αράχνες αναπαράγονται χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο. Όταν το αρσενικό ανεβάζει το θηλυκό, το πέος του διαπερνά την κοιλιά της αντί από τα γεννητικά της όργανα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι μια εξελικτική απάντηση στην ικανότητα του θηλυκού να αποθηκεύει ή να σκοτώνει το σπέρμα με εκκρίσεις αντί να επιτρέπει τη γονιμοποίηση.