Em Biologia, chama-se fecundação, concepção ou fertilização ao processo em que um espermatozoide penetra no óvulo, como no caso dos seres humanos e da maioria dos mamíferos, ou em que o tubo polínico penetra no óvulo das plantas durante o processo de reprodução. Confrontar com singamia e conjugação.

Fecundação entre as plantas

No caso das plantas com semente, deve-se diferenciar o fenômeno da fecundação propriamente dito (união íntima de duas células sexuais até confundirem seus elementos específicos e, em maior ou menor grau, seus citoplasmas) do processo biológico que o antecede - a polinização, no qual os grãos de pólen, desenvolvidos nas tecas que contêm cada antera de um estame (órgão reprodutor masculino), são transportados pelo vento ou por insetos até os estigmas, onde germinam emitindo o tubo polínico que cresce até o ovário. Nesse caso não se trata de gametas, mas de esporos, pois cada grão de pólen contém dois gametas ou células reprodutoras masculinas, que são transportadas a um órgão reprodutor feminino (carpelo) de outra flor (polinização cruzada) ou da mesma flor (autopolinização).

Fecundação entre animais

Em geral, a fecundação é intraespecífica, isto é, processa-se apenas entre indivíduos da mesma espécie. Mas há casos de fecundação interespecífica, entre indivíduos de duas espécies evolutivamente próximas. Os indivíduos que nascem destas fecundações são designados como híbridos (exemplos: os cavalos (Equus ferus caballus) e os burros (Equus africanus asinus) podem cruzar-se, dando origem a um híbrido: a mula, que neste caso é estéril; o jaguar e o leopardo podem cruzar, dando origem a um híbrido, que neste caso é fértil, etc.).

A célula reprodutora feminina (óvulo em algumas espécies e ovócito II em outras) possui barreiras para a penetração dos espermatozoides: a corona radiata (mais externa, composta de células foliculares) e a zona pelúcida (camada glicoproteica situada após a corona radiata). Os espermatozoides, gametas masculinos, possuem na cabeça o acrossomo, que começa a liberar enzimas hidrolíticas ao entrar em contato com tais barreiras. Após vencê-las, ocorre a fusão entre as membranas dos dois gametas.

Imediatamente após a fecundação, as células foliculares glandulares que envolvem a célula reprodutora feminina retraem-se, liberando o conteúdo dos grânulos corticais e formando a membrana de fecundação que não permitirá a entrada de mais espermatozoides.

A fecundação alcança dois propósitos diferentes: sexo (uma combinação de genes derivados de dois genitores) e reprodução (a geração de um novo organismo). Ela pode ser externa (gametas são liberados no ambiente) ou interna (ocorre no interior do organismo).

Embora os detalhes da fecundação variem em diferentes organismos, a concepção consiste geralmente de quatro eventos principais, que não estão relacionados apenas à fusão dos gametas:

1. Contato e reconhecimento entre óvulo e espermatozoide, geralmente garantindo que ambos são da mesma espécie;
2. Regulação da entrada do espermatozoide no óvulo, garantindo que apenas um pronúcleo masculino possa se fundir com um pronúcleo feminino, evitando a poliespermia;
3. Fusão do material genético do espermatozoide e do óvulo;
4. Ativação do metabolismo do óvulo e início do desenvolvimento.