La pollinisation est, chez les plantes à fleurs, le transport du pollen (poudre contenant les cellules mâles) des étamines sur le pistil qui renferme les ovules (cellules femelles). Elle sera suivie de la fécondation, c’est-à-dire de l’union des cellules mâles et des cellules femelles. À la suite de la fécondation, les ovules se transforment en graines et le pistil en fruit.

Seules les plantes sans fleurs, comme les algues, les fougères, les mousses et les champignons, ne possèdent ni pollen ni ovules et se reproduisent par des cellules uniques, les spores.

Contrairement aux animaux qui se déplacent pour accomplir la fécondation, les plantes ont plus de difficultés pour obtenir la rencontre entre cellules mâles et femelles. Cette rencontre est faite grâce aux insectes butineurs qui passent de fleurs en fleurs, au vent qui transporte le pollen d'une fleur à l'autre, ou bien par l'action volontaire de l'homme qui saupoudre du pollen sur les fleurs.

Sur la plupart des arbres feuillus ou résineux, le pollen est produit par des grappes de fleurs mâles, les chatons. Parfois ceux-ci sont éloignés des fleurs femelles qui, seulement après fécondation de leurs ovules, pourront former des glands, des noisettes, des cônes de pin, etc. C'est le cas aussi pour certaines plantes basses, comme le maïs, le melon, la courge, l'oseille.

Seuls le vent et les insectes pourront faciliter la rencontre du pollen et du pistil. Certaines personnes réagissent mal au pollen flottant dans l'air qu'elles respirent. On dit qu'elles sont allergiques.

C'est le cas pour le palmier-dattier, le figuier, le vanillier, les orchidées, mais aussi le chanvre et le houblon.

Dans certains cas, pour obtenir une bonne fécondation, c'est l'homme qui est obligé de prendre des rameaux de fleurs mâles pour les frotter contre les fleurs femelles de l'autre plante.

C'est le cas le plus fréquent des plantes à fleurs. On pourrait croire que le problème est naturellement résolu par cette proximité, mais il arrive souvent que la période de maturité soit différente. Par exemple, les étamines se fanent parfois avant que les stigmates de l'entrée du pistil soient ouverts. Pour d'autres espèces, c'est l'inverse, le pistil se fane avant que les étamines soient mûres. Ces espèces sont dites autostériles. Dans ce cas il faut la proximité de deux variétés de la même espèce afin qu'il y ait pollinisation. Tous les poiriers, certains cerisiers et pruniers sont dans ce cas. Le pommier est autostérile partiellement.

Il semble que la nature ne favorise pas l'autofécondation de la plante par elle-même et privilégie l'apport de pollen d'une autre plante de la même espèce, dont les organes sexuels sont arrivés à maturité au même moment.

À part les graminées, comme l'avoine, le blé, le seigle, qui s'autofécondent facilement, les autres plantes à fleurs doivent compter sur le vent et surtout sur les insectes pour transformer leurs ovules en graines ou en fruits. Les abricotiers et les cognassiers sont des arbres qui s'autopollinisent : un arbre isolé d'arbres de la même famille peut ainsi produire des fruits.

En butinant de fleur en fleur pour sucer leur jus sucré, appelé nectar, des insectes pollinisateurs, comme les abeilles et les bourdons, sans même s'en apercevoir, transportent du pollen vers le pistil des fleurs voisines de même espèce. Dans certains cas, la fleur incline ses étamines sur le dos de l'insecte qui s'est posé sur elle, favorisant ainsi le transport du pollen sur d'autres fleurs.

Pour créer de nouvelles variétés de fleurs ou de fruits, des scientifiques pratiquent l'hybridation contrôlée entre des plantes de même espèce, mais de variétés différentes. Pour cela, ils veulent choisir le pollen qu'ils vont apporter pour la fécondation des ovules. Ils procèdent donc dans des serres fermées, sans présence d'insectes, et parfois entourent d'une enveloppe de gaze la fleur à féconder, jusqu'à ce que la maturité de son pistil permette d'y introduire délicatement le pollen choisi. C'est de cette façon que l'on a créé diverses variétés de fruits et de fleurs décoratives de même espèce. Par exemple, il se crée sans cesse de nouvelles roses, de taille et de couleur différentes.

Les organes reproducteurs (pistils et étamines) peuvent présenter des défauts de formation : ils sont trop longs ou trop courts. Ils peuvent être endommagés par les attaques de parasites ou les oiseaux. Notons qu'un arbre trop jeune ou trop vieux fleurit moins.

L'emploi de traitements chimiques pour lutter contre les parasites peut réduire l'action des insectes pollinisateurs.

Les facteurs climatiques jouent aussi un grand rôle dans la pollinisation. Les arbres fruitiers à floraison précoce (comme les amandiers et les pêchers) risquent le gel de leur fleurs, ou des problèmes au moment de la nouaison. Les fleurs tombent lorsque la température descend entre - 0,5 °C et - 4 °C