在受精作用進行時，通常是精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面。緊接着，在卵細胞細胞膜的外面出現一層特殊的膜，以阻止其他精子再進入。精子的頭部進入卵細胞後不久，裏面的細胞核就與卵細胞的細胞核相遇，使彼此的染色體會合在一起。動物的配子發生產生了兩種類型的單倍體細胞：精子和卵子。精子與卵子的融合，即受精作用，重新形成一個二倍體的細胞，即受精卵。在哺乳動物、鳥類、爬行動物中，受精作用發生在雌性動物的生殖系統內，而在兩棲類、魚類、無脊椎動物中，受精作用發生在體外。
