若不考慮介於有性生殖和無性生殖之間的形態，有性生殖和無性生殖之間的基本差異在於繁衍後代所需基因物質產生的方式。一般而言，細胞會在無性分裂之前複製其基因，然後分裂，這種細胞稱為有絲分裂。若是有性生殖，會有另一種的細胞分裂，但其中間沒有基因複製的過程，稱為減數分裂，分裂後的細胞只有一半的染色體，稱為配子。配子就是生物體用來進行有性生殖的細胞。配子之間可以進行有性生殖，而且隨著生殖系統一直演變，由相近形態的雄雌配子到不同形態的雄雌配子，例如體積較大的雌配子及體積較小的雄配子在較複雜的生物體中，性器官會在有性生殖中製造配子，並且交換配子。許多物種會有兩性的分化，因此為分為雄性及雌性的。不過也有一些物種沒有兩性的分化，在同一個生物體中可能同時有雄性及雌性的生殖器官，稱為雌雄間性，這在植物中相當常見。有性生殖在十億年前就已出現在單細胞的真核生物。性別演化的原因，以及為何性別會一直延續到現在，仍然是在爭論中的議題。其中有許多可能的原因，包括：性可以創造子代中的變化，性有助於有利性狀的散播，可以消除不利的性狀，以及促進種系DNA的修復的。有性生殖是真核生物有的現象。除了動物、植物及真菌外，原生生物也會進行有性生殖。有些細菌利用接合來在細胞之間轉換基因，雖然和有性生殖不同，不過這也有助於基因性狀的混合。真核生物中有性生殖的一項特別是其配子之間的差異以及其受精方式的二元性差異。一個物體之中多樣的配子種類仍視為是一種有性生殖，不過目前尚未找到有任一個多細胞生物存在三種不同的配子
有些細菌雖然不行有性生殖，但會利用什麼方式來交換基因?