妊娠开始于受精卵的形成，结束于子代的出生，因此，受精意味着新生命的启程。精子和卵子一旦排出，如果精卵相遇并成功受精，精卵得以继续着床发育，否则会在 1~2 天内凋亡。受精后卵子的发育程序被激活，两个配子的单倍体合成一个新的双倍体生物。受精的发生原理机制被广泛研究，但目前仍不完全清楚。每次性交有上亿精子进入女性生殖道，但到达输卵管受精部位精子仅有200个左右，最终受精的通常只有1个精子。人类自然受精过程通常是在输卵管内完成的，但随着科技的进步与发展，辅助生殖技术实现了体外受精。
受精(fertilization)过程是严格有序的生理过程，受精是指成熟的精子与次级卵母细胞相互作用并结合为受精卵的过程，包括精子在附睾内的成熟与获能、顶体反应、精卵融合等过程。
受精一般发生在输卵管壶腹部，排卵后12小时内，整个受精过程大约持续 24 小时。但是 IVF过程采集的不成熟卵子在孵育36小时后仍能受精，因此人类排卵前3日内性交妊娠发生率较高。
精子的成熟和获能
当精子经过生精小管、直精小管、输出小管转运至附睾时，并不具备受精能力，不能活动或活动能力很弱，必须经过附睾，在附睾内生存14天左右，附睾管上皮细胞分泌的雄激素、肉毒碱、甘油磷酸胆碱及唾液酸等物质作用于精子，从中吸收各种营养物质，经过 8~10 天的进一步成熟和发育，在代谢、能量储备、质膜特性等方面发生一系列形态、生理和生化方面的变化后，才能达到成熟程度，获得受精能力。因此，获能(capacitation)是精子与卵子结合的必要前提条件。精子获能是精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程，是精子在受精前必须经历的一个重要阶段，其本质在于暴露精子膜表面的卵识别因子和结合因子，解除对精子顶体反应的抑制，使精子得以识别卵子，并穿入卵内，完成受精。精子在附睾内已经获得了受精能力，但由附睾分泌的去能因子仍附着于精子的表面，因而抑制了它的受精能力。精子进入女性生殖道以后，去能因子的作用被获能因子解除，精子才具有真正的受精能力，这就是精子获能的全过程。
精子在附睾、阴道、子宫、输卵管内运行过程中经历了一系列复杂的变化。精子在附睾至阴道内这一行程中，均无运动能力，在附睾中只能随着支持细胞分泌的液体流入睾丸网中，经输出管的纤毛和平滑肌收缩导入附睾头，然后到达高度弯曲盘旋的附睾管，最后经过射精管射入阴道，穿过宫颈后，精子同子宫内膜接触，子宫内膜产生的获能因子与去能因子相抵消，去能因子才能被阻挡。同时，输卵管的分泌物也参与了精子获能。因此，精子的获能过程是一个多时相的过程。先在子宫内，后在输卵管内。随着精子的获能，氧耗量增加，精子运动加速，并且线粒体也发生了一系列变化，为抛弃尾部和线粒体做好准备，使之迅速游向卵子，最终与卵结合。精子在成熟过程中发生了一系列的变化，如精子比重逐渐增大，体积变小，含水量逐渐减少，最明显的改变是未成熟精子体部的胞质小滴向后移动，并最终脱下。在一些不育患者的精液中，可看见大量未脱下胞质小滴的未成熟精子，因此任何一个环节出现差池都可导致男性不育。另外，在精子成熟过程中，精子膜的通透性也发生变化，如对钾离子的通透性增加，细胞排钠功能增强，这对酶活力及代谢有重要的影响。精子在附睾运动过程中表面负电荷增加，这可使得精子在附睾内储存时，由于电荷同性相斥的作用，而不至于凝集成团。
还应指出，附睾的一些分泌物覆盖于精子表面，其中有一些含唾液酸的糖蛋白。研究表明，转移到精子表面的唾液酸有着重要的生理机能。唾液酸是一种含有羧基的糖，带有负电荷，故精子成熟过程中表面负荷增加的主要原因，即为唾液酸的增加导致;从免疫学角度来看，唾液酸有掩盖精子特异抗原的机能，这就使精子在漫长的成熟及运行过程中，不致于被免疫活性细胞识别而引起自身免疫反应。先天性唾液酸转移酶缺乏或由于细菌唾液酸酶作用，均可导致免疫不育;含唾液酸糖蛋白可稳定顶体前区的细胞膜，从而抑制精子的顶体反应。从这个意义上讲，此糖蛋白也应属于去能因子。
射出的精子表面附着有附睾和精囊腺分泌的一种去能因子。现已证明，精子表面被覆的附翠分泌的去能因子(decapacitationfactor，DF)或顶体稳定因子(acrosome stabilizingfactor)是一种糖蛋白，分子质量大于2000，去除去能因子可使精子膜的结构与反应发生剧烈的改变。精子膜的变化是精子获能过程的主要变化，包括膜受体变化、膜流动性变化和膜结构变化，这些变化有利于精子获能，精子获能后其运动能力和方式发生显著变化，精子先出现原地摆动，然后又转圈式运动，最后才有成熟精子特有的摆动式前向运动，有利于精子穿过透明带。因此观察精子的运动方式，也是在临床衡量精子是否成熟的一个指标。
去能因子的清除可在同种动物的雌性生殖管道内进行，还可在异种动物的生殖管道内进行，主要依靠宫颈、子宫及输卵管液中的β淀粉酶胰蛋白酶、β葡糖苷酶及唾液酸酶，后者在卵泡液中含量也很高，这说明体内获能没有器官种属特异性。也可在体外人工培养液中完成，早期人们应用各种体液使精子在体外获能，如输卵管液、卵泡液、血清等。后来，随着科技飞速发展，现在人们可应用成分已知的培养液使精子在体外获能，而且这些成分与输卵管液的成分十分类似，实现了精子在体外获能这一进步。精子体外获能温度适宜在37~38℃，体外获能时间大约在9小时左右。因此，直接取自附睾尾的精子不具有受精能力。另外，女性生殖道内充满较黏稠的液体，输卵管峡部黏膜形成曲折的皱襞，这对精子的运输构成很大阻力，也起着淘汰筛选精子的作用，只有具有很强运动能力和恰当运动方式的精子才能到达卵母细胞所在位置。同时，输卵管峡部皱襞间隐窝可临时储存精子并防止已经获能的精子过早产生顶体反应。
