精子进入卵子，形成新的细胞（合子）的生理过程。合子是新的个体发育的始发点。受精在生物学上具有重大意义，可将亲本双方的遗传性状在新生命中表现出来，在自然选择过程中促进了物种的进化，在农牧业上可通过人为的选择培育新的优良品种。

家畜受精的部位是输卵管壶腹部。经附睾成熟的精子要在母畜的生殖道内由射精部位及时运行到受精部位。除精子本身的运动能力外，运行的主要动力来自于母畜生殖道的收缩和蠕动。为确定配种间隔时间，以保证有受精能力的精子在受精部位等待精子，要掌握精子在母畜生殖道内具有受精能力的时间，如牛为15～56小时、羊48小时、猪50小时，马在配种后第6天生殖道内仍有活精子。成熟卵泡排出的卵子自身并无运动能力，要借助于输卵管上皮细胞纤毛的颤动和平滑肌的收缩运行到受精部位。激素影响卵子运行的方式和速度。家畜卵子维持受精能力的时间很难精确测定，牛约8～12小时、马6～8小时、猪8～10小时、羊16～24小时。卵子本身的品质和输卵管的生理状态影响卵子维持受精能力的时间。由于精子和卵子在母畜生殖道内保持受精能力的时间很短促，因而选择适当的交配或授精时间，在家畜繁殖实践中很重要。

大多数家畜的精子只有经历一定时期的某种生理方面的准备，经过形态及生理生化的某些变化之后，才能获得受精能力，这种生理现象称为精子获能（capacitation）。获能的精子能穿越卵子外围放射冠细胞间隙和透明带，进入卵细胞，和卵受精结合。精子获能先在子宫内进行，最后在输卵管中完成。获能所需时间约为：小鼠少于1小时，大鼠2～3小时，兔子至少5～6小时，猪3～6小时，绵羊1.5小时，牛有人认为2～3小时，有人认为长达20小时，马时间不详。一些动物的精清中存在一种分子量约30万的抗受精物质称去能因子，当其失去生物学活性时，精子可获能。获能精子与去能因子重新结合后失去受精能力，该过程称去能或失能。经过去能的精子，重新放回子宫及输卵管内孵育，或在体外获能培养基中培养一段时间又可获能，称再获能。获能的分子学机理目前较一致的看法是，在精子进入雌性生殖道后的获能过程中，需改变或移去其在雄性生殖道内被包裹的一层糖蛋白膜，才能与同种动物的卵子进行受精。获能过程涉及精子表面物质的重组，包括包裹在精子表面的附睾蛋白和精清蛋白的改变、重新分布或去除。精子获能后，耗氧量增加，腺苷三磷酸（ATP）酶被激活，活动类型发生改变，尾部摆动幅度及频率明显增大，电泳迁移率及游离的表面活性基团（SH和NH₂）降低，精子质膜的流动性和渗透性增加。获能可在体外获能培养基中经培养后发生，以精子穿透同种卵或去透明带仓鼠卵来衡量精子体外获能的能力，为客观评价动物的受精能力提供了新的手段。输卵管液、滤泡液、血清及肾上腺提取物加入培养基中都可促进精子获能。白蛋白和儿茶酚胺是这些体液中的获能因子，前者可引起脂质（如精子表面卵磷脂和胆固醇）交换，促使膜的不稳定性和Ca^2＋的通透性增加，并导致膜的融合。

精子在穿越卵子的放射冠和透明带的过程中，精子的质膜和顶体外膜发生融合和空洞化的现象，称顶体反应，只有获能的精子才能发生顶体反应。反应发生时，首先由精子质膜和顶体外膜发生多点融合，形成囊泡，并由囊泡间隙释放出多种酶类，其中透明质酸酶和顶体酶是参与受精过程最重要的两种酶。顶体酶通常以无活性的酶原形式存在于顶体中，顶体反应时，它们被转化为有生物学活性的顶体酶，并在精子穿透卵子外层结构的过程中起重要作用。此外，卵丘细胞基质中尚含有其他顶体酶，如芳香硫酸酯酶。在精子穿透时，它可与上述顶体酶发生协同作用。输卵管中诱发顶体反应的确切机理尚不清楚。Ca^2＋可促进获能精子发生顶体反应。获能后，精子表面物质发生改变，允许Ca^2＋进入精子质膜和顶体外膜间的下顶体腔，从而促进膜的融合。磷脂酶激活学说认为儿茶酚胺、ATP酶、腺苷酸环化酶和cAMP等的传递，使Ca^2＋流入精子的下顶体腔；进入该腔的Ca^2＋可刺激Ca^2＋依赖性ATP酶，引起顶体对Ca^2＋摄取增加，并将顶体酶原转化为顶体酶，Ca^2＋也可直接激活顶体酶原。顶体酶然后激活磷脂酶，将精子质膜上的磷脂分解为溶血卵磷脂和游离脂肪酸，从而促进获能精子顶体反应。顶体反应受Ca^2＋、Mg^2＋及孕激素等因素的影响，各种动物的诱导因子不同，反应时间差异可能与不同种动物的不同质膜有关。

家畜卵子要运行到输卵管壶腹部上段时才能受精，在受精前有一个与精子获能类似的进一步生理成熟的过程。如小鼠、大鼠和仓鼠卵子，要在排卵后2～3小时才被精子穿入，但该段时间内经历的变化尚不清楚。其中有核的变化（如小鼠卵达到第二次成熟分裂中期时，才有被精子穿透的能力）、卵丘基质的消除和输卵管液与卵泡液的充分混合等。也发现小鼠、大鼠和兔排卵后的卵子皮质颗粒数量不断增加，当其数量达到最大时，一般卵子的受精力最高。卵子的透明带和卵质膜发生变化，透明带表面露出许多终端残糖基，可以识别同源精子并能与其发生特异性结合，卵质膜在受精前也较不稳定。

受精时，精子一般要依次穿过包围在卵子外面的放射冠细胞、透明带和卵黄膜三层结构进入卵子，然后精子形成雄原核、卵子形成雌原核，最后配子配合完成受精。大多数哺乳动物的卵子在第一极体排出后开始受精，因而当精子进入卵子时，卵子处于第二次减数分裂阶段。少数动物如马、犬、狐等，在卵子处于第一次减数分裂期时发生受精。受精时精卵相互作用有以下6个步骤：①精子顶体释放透明质酸酶，溶解粘连放射冠细胞的基质，精子可穿过放射冠并接触透明带。有的动物如马，其卵子排出时无放射冠，因而精子开始便接触透明带。②精子与透明带松散接触，为精卵间的非特异性接触，称附着。而后与卵子形成比较牢固的特异性结合，称结合。该结合通过存在于透明带上的精子特异受体及精子质膜上卵结合蛋白补体所介导。精子完成顶体反应后，将贮存于顶体的诸酶类释放出来，并借助于顶体酶类穿过透明带。③精子处在卵黄周隙内，其头部质腔后区和卵黄膜发生融合，此时由于精子触及卵黄膜而使卵子从休眠状态中苏醒，卵黄膜收缩，卵子发生皮层反应，即卵黄膜下几微米处的皮层颗粒与卵黄膜发生融合。颗粒内容物，包括各种酶以胞吐方式排入卵黄周隙内，并激发透明带发生变性硬化，丧失与精子结合的能力，使后来的精子不能再进入透明带内。透明带的这种变化称为透明带反应，它阻止了多精子受精现象。兔卵子不发生透明带反应，许多精子可进入透明带内，但不能进入卵黄膜，这些额外进入的精子称补充精子。绵羊、犬透明带反应快，很少见到补充精子；小鼠、大鼠则较慢，易见补充精子；猪的透明带反应仅限于内层，所以精子能进入透明带，但并不穿透。④精子穿过透明带后，头部接触卵黄膜。电镜观察此时大鼠卵黄膜的微绒毛抓住精子头部，然后卵黄膜与精子质膜融合并覆盖二者表面，精子带其尾部进入卵黄，卵黄膜发生卵黄封闭作用，防止新的精子继续进入卵黄。卵黄封闭作用也因动物种类不同而异。⑤精子入卵后引起卵黄紧缩，牛、猪还排出液体至卵黄周隙内。然后精子头部膨大，尾部及顶体脱落，核内形成许多核仁，周围形成核膜，成为雄原核。大多数家畜卵子此时进行第二次成熟分裂，排出第二极体，形成核仁与核膜成为雌原核。数小时内雌雄原核可发育为20倍大体积，除猪外，雄原核均较大于雌原核。⑥雌雄原核发育到一定阶段时相互靠拢接触，两者体积缩小，核仁消失，核染色体组合互相混合，排列于赤道板，纺锤体出现，进入第一次卵裂的前期，称配子配合，合子形成，受精到此结束。

受精过程所需时间在家畜较难计算。根据估计，从精子进入卵子到第一次卵裂的中期所需时间约为：牛20～24小时，猪12～24小时，羊16～21小时，兔12小时，马受精卵第一次卵裂约在排卵后24小时。

家畜一般为单精子受精。多精子受精或卵子发育不全而形成多倍体胚胎、雌核发育、雄核发育等异常现象，称异常受精。受精过程因此不能进行，影响受精率。