Negli animali, la fecondazione può essere interna, ossia avvenire all'interno del corpo della madre, come avviene per i mammiferi, gli uccelli, i rettili e gli insetti; oppure esterna, ciò verificarsi al di fuori dell'organo riproduttivo materno, questo è il caso che si verifica più frequentemente, per esempio, negli animali acquatici.

Negli animali, i gameti  maschili, detti spermi o spermatozoi, sono solitamente mobili e molto piccoli (visibili al microscopio), con scarso citoplasma e costituiti prevalentemente dal nucleo; al contrario, i gameti femminili, detti ovocellule o uova, di dimensioni maggiori rispetto a gli spermi, sono cellule immobili, dalla forma sferica, o comunque tondeggiante, ed assai ricche di citoplasma; in oltre, sono anche provviste di sostanze di riserva che costituiscono il tuorlo (deutoplasma o vitello).

Lo spermio maschile è in grado di fecondare solamente una volta giunto alla completa maturazione, mentre l'uovo può essere fecondato anche prima di aver raggiunto la completa maturazione, questo si verifica soprattutto nei mammiferi in cui la fecondazione avviene circa a metà della meiosi.
La fecondazione avviene quando uno degli spermatozoi, che corrono numerosissimi verso l'ovulo femminile, riesce a penetrare all'interno dell'uovo; si deve precisare che, solitamente, un solo sperma riesce nell'impresa, mentre gli altri, che non sono riusciti nella fecondazione, degenerano e vengono riassorbiti.
La penetrazione dello sperma può avvenire in un punto qualsiasi della cellula uovo, oppure, in alcuni casi, in una specifica regione della sua superficie, indicata come polo animale, favorita da particolari sostanze emesse dallo stesso uovo dette gamoni. I gamoni hanno la proprietà di attivare gli spermi, rendendone più vitale il movimento, di provocarne l'addensamento e di attirarli chemiotatticamente.
Una volta fecondato dallo spermio, alcune particolari sostanze della cellula uovo si attivano per indurirne la membrana plasmatica, così da impedire l'ingresso di altri spermatozoi.
Avviene così la fusione delle due cellule in una cellula diploide (nasce lo zigote) che, automaticamente, darà avvio ad una serie di processi che porteranno alla formazione dell'embrione.