Üremenin başlangıcı, erkek gamet ile dişi gametin birleşip yumurtacığın embriyon hâline gelmesi. Erkek gamete "anterozoit" ya da "spermatozoit", dişi gamete "oosfer" ya da "yumurtacık), döllenmiş yumurtacığa "zigot" denir. Erkek cinsiyet hücresi ile dişi cinsiyet hücresi birbiriyle kaynaşarak tek bir hücre oluştururlar. Bu hücre, yeni canlının yaşama ilk adımıdır. Spermatozoitler Leeweuhoek tarafından 17. yüzyılda bulundu. Ancak, döllenme olayı Spallanzani tarafından 18. yüzyılın ortalarında bilimsel olarak açıklanabildi. O tarihe kadar, erkek tohumun, yumurtaları uzaktan etkilediğine inanılıyordu. Konuyla Barry, Hertwing, Boveri, Van Beneden, Wilson gibi bilim adamları da uğraştılar. 1854'te Turet ilk kez bir bitkide döllenmeyi keşfetti. Hayvanların büyük bir bölümünde erkek ve dişi gametleri oluşturan özel bezler ayrı ayrı bireylerde bulunur. Suda yaşayan hayvanlarda erkek ve dişiler, cinsiyet hücrelerini dışarıya bırakırlar. Döllenme vücut dışında olur. Bu çeşit döllenme "dış döllenme" diye adlandırılır. İnsanlarda ve kara hayvanlarında ise döllenme organları vardır. Döllenme, dişinin vücudu içinde olur. Buna "iç döllenme" denilir. Türden türe değişse bile, yumurtacığın döllenebilir duruma geldiği yumurta oluş evresi, belli bir tür için hep aynıdır. Erkek gametin yumurtacığa girişi ya ilk olgunlaşma mitozundan önce ya birinci ve ikinci olgunlaşma mitozu arasında ya da iki kutup yuvarı yok olduktan sonradır. Döllenmiş yumurtada spermatozoitin gireceği yerde bir tür çekim çökeği ya da konisi, bir sitoplazma yoğunlaşması meydana gelir. Spermatozoitin ya yalnızca başı ya da hepsi birden girer, kuyruk kısmı sonradan ayrılır. Yumurtaya genel olarak bir tek spermatozoit girer, buna "tek spermalılık" denir. Bazı böceklerde, sürüngenlerde, köpekbalıklarında birçok sperma birden girer (çok spermalılık), ancak yalnızca bir tanesi yumurta çekirdeğiyle birleşir. Spermatozoit girdikten sonra olgunlaşma bölünmesi hızla gerçekleşir; yumurtanın çekirdeği "dişi önçekirdeği"ne, spermatozoitin başı da bazı değişikliklere uğrayıp "erkek önçekirdeği"ne dönüşür. İki önçekirdek birleşmiş ve döllenmenin temel evresi tamamlanmıştır (karışmalı döllenme). Bundan sonra ilk bölütlenme gelir, yumurtanın geçirgenliğinde değişiklik ve oksijen alımında yoğunlaşma oluşmuştur. Döllenmenin bazı türleri şunlardır: Çapraz döllenme: Ayrı bireylerden doğan iki gametin birleşip kaynaşmasıdır. Ayrı eşeyli hayvanlarda ve iki evcikli bitkilerde bu tür döllenme kuraldır. Ancak çapraz döllenme yersolucanı gibi erdişi hayvanlarda ya da birevcikli bitkilerde de olur. Çünkü aynı çiçeğin dişiorganı ile çiçektozları çoğu zaman birleşemez; ya olgunlaşma zamanları farklıdır ya da aralarında anatomik engel vardır. Aralarında bir uyumsuzluk bulunması da olasıdır. Kendi kendine döllenme: Aynı bireyden doğan iki gametin birleşip kaynaşması kendi kendine döllenmedir. Bu tür döllenme nadir olur. Çünkü yalnızca erdişi ya da birevcikli bireylerde görülür. Açık ve tomurcuk durumundan doğrudan doğruya meyve durumuna geçen menekşe gibi çiçeklerde, kendi kendine döllenme kesin kuraldır. Yapay döllenme: Yumurtacığın doğal koşullar dışında döllenmesi yapay döllenmedir. Döllenmenin normal olarak gerçekleşebilmesi için fizyoloji, anatomi, hormonlar ve içsalgılar bakımından karmaşık yapılı bir dizi uyumlu koşullara gereksinim vardır. Bu koşullardan herhangi biri bulunmazsa döllenme olanaksızdır. Yapay döllenme, genel bir deyimdir. Yapılan müdahalenin biçimini belirtmez. Üstelik yapay döllenmesiz üremeyi de kapsar. Ludovic Jacobi, 1725'te dişi bir sombalığının karnına bastırarak çıkarttığı yumurtalar ile erkek sombalığının tohumlarını karıştırıp yavru elde etmeyi başarmıştır. Bu yöntem, balık üreticileri tarafından günümüzde yaygın olarak uygulanmaktadır. İnsanlarda yapay döllenme, çok az başvurulan bir çocuk yapma yoludur. Kocadan ya da başka bir vericiden sperma alınarak yapılır. 1980'li yıllarda batılı ülkelerde uygulamaya konulan yapay döllenme yöntemiyle çocuk edinme, Türkiye'de ilk kez 1989'da gerçekleştirildi.