Em biologia, chama-se fertilização ou fecundação ao processo em que um espermatozoide penetra no ovócito II, como no caso dos seres humanos e da maioria dos mamíferos, em outras espécies (nos restantes animais), ou em que o tubo polínico penetra no óvulo das plantas durante o processo de reprodução. Confrontar com singamia e conjugação. Os espermatozoides, depois do ato sexual, movimenta-se em direção as tubas uterinas. Os líquidos nutritivos do esperma e um muco do sistema reprodutor feminino facilitam o seu movimento em direção ao ovócito II, que foi libertado pelo ovário e se encontra numa das tubas uterinas. Em geral, a fecundação é intraespecífica, isto é, processa-se apenas entre indivíduos da mesma espécie. Mas há casos de fecundação interespecífica, entre indivíduos de duas espécies evolutivamente próximas. Os indivíduos que nascem destas fecundações designam-se por híbridos (exemplos: os cavalos (Eqqus ferus caballus) e os burros (Eqqus africanus asinus) podem cruzar-se, dando a origem a um híbrido: o macho (burro, em portugues do Brasil) ou mula, que neste caso são estéreis; o jaguar e o leopardo podem cruzar, dando origem a um híbrido, que neste caso é fértil, etc.). A célula reprodutora feminina (óvulo numas espécies ovócito II noutras) possui barreiras para a penetração dos espermatozoides: a corona radiata (mais externa, composta de células foliculares) e a zona pelúcida (camada glicoproteica situada após a corona radiata). Os espermatozoides, gametas masculinos, possuem na cabeça o acrossomo, que começa a liberar 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, as células foliculares glandulares que envolvem a célula reprodutora feminina retraem-se, liberta-se o conteúdo dos grânulos corticais formando a membrana de fecundação que não vai permitir a entrada de mais espermatozoides.