เป็นการผสมกันระหว่างสเปิร์มกับเซลล์ไข่ซึ่งเริ่มจากสเปิร์มสัมผัสกับชั้นที่ห่อหุ้มเซลล์ไข่ (jelly coat) จากนั้นอะโครโซมจะปล่อยเอนไซม์ออกมาย่อยสลายชั้นนี้ จากนั้นสเปิร์มจะมาถึงชั้นวิเทลไลน์ (vitelline) ซึ่งจะมีตัวรับ (receptor) จดจำเฉพาะสปีชีส์ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการปฏิสนธิข้ามสายพันธุ์ กลไกนี้มีความสำคัญมากในสัตว์ที่ปฏิสนธิภายนอก เมื่อผ่านชั้นวิเทลไลน์ไปแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์ของไข่และสเปิร์มจะหลอมรวมกันนิวเคลียสของสเปิร์มเข้าไปในไซโทพลาสซึมของไข่ เยื่อหุ้มเซลล์ของไข่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเพื่อป้องกันไม่ให้สเปิร์มตัวอื่นเข้ามาปฏิสนธิได้อีก โดยชั้นวิเทลไลน์จะแข็งตัวและแยกต่างหากออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ไข่กลายเป็นเยื่อหุ้มหลังปฏิสนธิ (fertilization envelope) นิวเคลียสของไข่และของสเปิร์มจะรวมตัวกันกลายเป็นนิวเคลียสของไซโกตที่มีสารพันธุกรรมเป็น 2n จากนั้นเซลล์ใหม่จะถูกกระตุ้นให้ตื่นตัวและเตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ต่อไป