Chez la plupart des animaux, le jeune n'est pas un simple « morceau » de sa mère, exactement semblable à elle. Il est le produit de la fusion de deux cellules différentes, l'une venue de sa mère, l'autre de son père. On appelle cela la reproduction sexuée.

La mère, de sexe femelle, fabrique des cellules spéciales, appelées ovules, qui ne peuvent se développer qu'après leur fusion avec une seule des très nombreuses cellules, appelées spermatozoïdes, produites par le père, de sexe mâle.

De taille variable selon les espèces, les ovules sont toujours beaucoup plus gros que les spermatozoïdes qui sont visibles seulement au microscope. En effet, en plus des informations indispensables inscrites sur les chromosomes, l'ovule contient la nourriture nécessaire au premier développement du futur animal. Si l'on grossissait un spermatozoïde à la taille d'une épingle, l'ovule aurait, en comparaison, la taille d'un melon (s'il s'agit d'un mammifère) ou même d'une montgolfière (pour certains oiseaux, comme l'autruche).

Si l'on ouvre la coquille d'un œuf d'oiseau, le jaune forme une seule cellule : l'ovule, qui pourra donner naissance à un poussin s'il a été fécondé, avant la ponte, par un spermatozoïde de mâle de la même espèce.

Le jeune ne reçoit que la moitié des caractéristiques de chacun de ses deux parents.

Deux cellules complètes ne pourraient pas fusionner pour en former une seule, car il y aurait alors le double du nombre nécessaire de chromosomes.

Un ovule et un spermatozoïde peuvent fusionner parce que chaque cellule sexuelle n'a conservé qu'un seul chromosome de chaque paire, pris au hasard, ce qui fait pour chacune la moitié du nombre nécessaire. Quand les deux cellules sexuelles se réunissent, le nombre de chromosomes caractéristique de l'espèce est rétabli.

Attention, deux ovules ne peuvent fusionner, ni deux spermatozoïdes, ni deux cellules sexuelles d'espèces différentes.
Chaque cellule sexuelle (ovule et spermatozoïde) ne contient que la moitié seulement des chromosomes sur lesquels sont inscrites les informations qui détermineront les caractéristiques de l'animal (forme, couleur, dimensions, emplacement de chaque organe du corps, comportement instinctif, etc.). Cela explique que le père et la mère produisent des petits qui ne sont pas tous identiques. Sans avoir choisi, chaque jeune se voit attribuer, comme dans une loterie, certaines caractéristiques de l'un ou de l'autre de ses parents. Notamment, certains seront des mâles comme leur père et les autres des femelles comme leur mère.

On appelle fécondation la fusion d'un ovule avec un spermatozoïde.

Le nombre de spermatozoïdes est beaucoup plus important que celui des ovules. Cela donne davantage de chance à un ovule d'être fécondé. Dès qu'un spermatozoïde rencontre un ovule, il pénètre à l'intérieur et se fond avec lui pour ne former qu'une seule cellule qu'on appelle cellule-œuf. Désormais, aucun autre spermatozoïde ne pourra y pénétrer. Les plus nombreux, ceux qui n'auront pu féconder un ovule, mourront peu de temps après.

Chez certaines espèces cependant, des spermatozoïdes sont gardés en réserve dans le corps de la femelle. Chez les oiseaux, ils peuvent féconder les œufs pendant les semaines suivantes. Chez les insectes, un seul accouplement peut donner une réserve de spermatozoïdes pour toute la vie de la femelle. C'est le cas pour la reine des abeilles qui, après un seul accouplement, pondra pendant des années.
La chauve-souris peut retarder la fécondation de ses ovules jusqu'à la saison favorable. La tortue peut attendre jusqu'à cinq ans.

La fusion entre l'ovule et le spermatozoïde, pour former l'œuf, déclenche une subdivision progressive de la première cellule en 2 cellules, puis 4, 8, 16, 32, etc. Contrairement à celles des protozoaires, ces cellules demeurent soudées et ne sont pas toutes semblables. D'après les informations contenues dans les chromosomes, certaines se diversifient progressivement pour former, selon l'espèce de l'animal, de la coquille ou de la carapace, de la peau, des muscles, de l'os, des nerfs, du sang, etc.

Cette transformation de l'œuf en embryon (nouvel animal en formation) peut se faire dans le corps de la mère (qu'on appelle alors vivipare), ou le plus souvent à l'extérieur, lorsque la mère a pondu ses œufs (on l'appelle dans ce cas ovipare).

Le principal avantage est le brassage génétique : le génome des enfants est composé d'une mixture de celui des deux parents. Si l'un des parents a un gène défaillant, il est possible que l'autre parent apporte une copie du gène qui soit bonne.

L'un des inconvénients est qu'il faut trouver un partenaire pour s'accoupler. Il y a alors une concurrence entre les individus d'un même sexe pour féconder un individu de l'autre sexe. Dans le monde animal, cela génère des batailles parfois très violentes entre les mâles. Chez les animaux où il y a lutte, l'un des principaux traits sélectionnés est la force physique et l'agressivité. C'est le cas pour les lions par exemple où c'est le plus fort qui se reproduit. Les gènes qui lui ont conféré sa force sont donc transmis à sa descendance. Le trait « force physique » est conservé par l'évolution dans cette espèce.