Khi thực hiện nghi thức giao phối, hầu hết các loài đã khởi động quá trình thụ tinh trong, để điều này xảy ra, cần có một phương pháp cách thức để giống đực (nam giới, con trống) đưa, truyền tinh trùng vào đường sinh sản của giống cái (nữ giới, con mái) bao gồm việc đưa dương vật hoặc cơ quan nội tạng khác vào âm đạo (ở hầu hết các động vật có vú) hoặc đến lỗ huyệt trong các loài đơn bào, hầu hết các loài bò sát, một số loài chim, ếch lưỡng cư và một số loài cá, khủng long, cũng như trong nhiều loài động vật không có xương sống khác. Ở các loài động vật có vú, bò sát, một số loài chim, một số loài cá và một số nhóm động vật khác, điều này được thực hiện bằng cách giao phối, phối giống (giao cấu, giao hợp), theo cách này, dương vật hoặc cơ quan nội tạng khác của con đực còn gọi là cơ quan sinh dục đực sẽ được đưa (thâm nhập) vào cơ quan sinh dục cái như âm đạo hoặc lỗ huyệt (cloaca).

Ở hầu hết các loài chim, phương pháp chọc lỗ huyệt thường được sử dụng, hai con vật ấn ghép cơ quan của chúng lại với nhau trong khi truyền tinh trùng. Các loài kỳ giông, nhện, một số côn trùng và một số động vật thân mềm thực hiện thụ tinh bên trong bằng cách chuyển một lượng cơ số tinh trùng, một mẻ tinh trùng, từ con đực sang con cái. Sau khi thụ tinh, phôi được tạo ra dưới dạng trứng trong các sinh vật noãn hoặc trong các sinh vật sống, tiếp tục phát triển bên trong đường sinh sản của người mẹ để sinh ra sau này khi còn sống. Ở một số động vật như trong bọt biển thụ tinh là cơ chế thụ tinh nội bộ.

So với thụ tinh ngoài, thụ tinh trong có ưu điểm là các động vật trên cạn có các cơ quan sinh dục phục để vận chuyển tinh dịch từ cơ thể con đực sang cái, sự thụ tinh sẽ được xảy ra trong cơ thể con cái, điều này giúp cho quá trình mang thai trong cơ thể mẹ được an toàn hơn. Thụ tinh trong sẽ cho hiệu suất thụ tinh cao hơn vì tinh và phôi sẽ không bị thất lạc, bị đánh cắp như thụ tinh ngoài, tỷ lệ con non nở và sinh ra cao hơn do cơ quan sinh sản hoàn thiện hơn, thường những động vật thụ tinh trong thì số lượng con sẽ ít hơn so với thụ tinh ngoài ví dụ như những loài động vật có vú bậc cao thì chỉ đẻ mỗi lứa tối đa khoảng 9-10 con, nhiều loài chỉ 1-2 con, trong khi các loài như cá, ếch nhái mỗi lần thụ tinh đẻ đến hàng trăm, ngàn con.