Reprezintă contopirea ovulului matur cu spermatozoidul matur care poate avea loc la orice nivel al drumului parcurs de ovul, de la ovar până la uter. În mod normal, fecundarea are loc în trompe unde spermatozoizii depuşi în vagin pătrund, prin propriile mişcări, în uter, trompe. Pe parcursul drumului situat între ovar şi uter, are loc unirea celor 2 celule sexuale (fecundarea) dând naştere la celula ou (zigot). Fecundarea se produce în 2 faze: însămânţarea şi amfimixia.
Însămânţarea reprezintă contactul între ovul şi spermatozoid şi constă din apropierea şi pătrunderea capului, a piesei intermediare şi a regiunii anterioare a cozii spermatozoidului, în Dintre zecile de mii de spermatozoizi, atraşi spre ovul prin acţiunea unor substanţe chimice (chimiotactism pozitiv), numai unul, denumit şi spermatozoid fecundant, pătrunde în interiorul ovulului, producând o serie de transformări:
- membrana ovulului se modifică şi numai permite pătrunderea altui spermatozoid;
- citoplasma ovulară, elimină un lichid numit perivitelin;
- centrozomul spermatozoidului formează asterul spermatic, în citoplasma ovulului;
- nucleul spermatozoidului poartă denumirea de pronucleu mascul, iar nucleu ovulului se numeşte pronucleu femei.
Amfimixia reprezintă contopirea celor 2 pronuclei, mascul şi femel, în Această fază este cea mai importantă a fenomenului de fecundare. Prin acest 2 faze se realizează zigotul; citoplasma acestuia este în cea mai mare parte de origine ovulară, asterul este reprezentat de centrozomul spşermatozoidului, iar nucleul are origine dublă (ovulară şi spermatică).
Această structură determină proprietatea oului de a se segmenta în anumite condiţii de dezvoltare ulterioară.