Соединение сперматозоида с яйцеклеткой осуществляется не только путем механического слияния, при этом совершаются и сложные биохимические процессы. Сперматозоиды при этом выделяют особый белковой природы фермент гиалуронидазу, который вызывает распад фолликулярных клеток, окружающих неоплодотворенное яйцо, изменяя проницаемость оболочки яйцеклетки и облегчая проникновение в нее сперматозоида. Гормоны мужских половых желез способствуют активизации фермента гиалуронидазы.
Таким образом, хотя для зачатия и требуется всего лишь один сперматозоид, миллионы других прокладывают ему путь. Некоторые ученые считают, что для успешного оплодотворения яйцеклетки необходима разрыхляющая активность 8 миллионов окружающих ее сперматозоидов.
Вскоре после вхождения в яйцо семенной нити поверхность его уплотняется и возможность проникновения в него других сперматозоидов исключается. Возможно внедрение в яйцо и нескольких семенных нитей, но это может произойти лишь одновременно. Однако оплодотворение, по-видимому, осуществляется все же одним из них.
В процессе оплодотворения соединяются не любые случайно встретившиеся половые клетки, а только биологически наиболее соответствующие одна другой по своей природе (избирательность оплодотворения), что обеспечивает наилучшую жизнеспособность потомства. Не может произойти оплодотворение между половыми клетками животных разных видов, а также между половыми клетками животных и человека вследствие их чрезмерной качественной разницы (физиологической несовместимости). С другой стороны, соединения половых клеток близких родственников в пределах одного вида (брата и сестры) хотя и могут произойти, но вследствие чрезмерного биологического сходства между ними и накопления наследственных неблагоприятных зачатков могут дать неполноценное потомство.
Некоторые весьма тяжелые наследственно передаваемые болезни, как например болезни крови (их известно уже более 50), детский паралич, болезнь Дауна, глухота, слепота и другие, чаще наблюдаются у детей, родители которых находятся в близком родстве. Чем ближе кровное родство, тем больше вероятность передачи наследственных болезней. Анализ браков между родственниками показывает, что частота мертворожденности и смертности в детском и юношеском возрасте при близкородственных браках почти в 2 раза выше, чем при неродственных. Одной из причин наследственных уродств также являются браки между близкими родственниками.