Em biologia, chama-se fertilização ao momento em que um espermatozóide penetra num óvulo durante o processo de reprodução.
Em geral, a fecundação é intra-específica, isto é, processa-se apenas entre indivíduos da mesma espécie. Mas há casos de fecundação inter-específica, entre indivíduos de duas espécies evolucionariamente próximas.
O oócito II possui barreiras para a penetração dos espermatozóides: a corona radiata (mais externa, composta de células foliculares) e a zona pelúcida (camada glicoprotéica situada após a corona radiata). Os espermatozóides, gametas masculinos, possuem na cabeça o acrossoma, que começa a libertar enzimas hidrolíticas ao entrar em contato com tais barreiras. Após vencê-las, ocorre a fusão entre as membranas dos dois gametas. Imediatamente após a fecundação, a membrana do óvulo se altera para impedir a entrada de outros espermatozóides. Os 23 cromossomos de cada gameta se unem, formando o zigoto, com 46 cromossomos.