Sinh sản hữu tính là một quá trình sinh học tạo ra các sinh vật mới bằng cách kết hợp vật liệu di truyền từ hai các thể khác nhau của loài. Mỗi sinh vật bố mẹ góp một nửa yếu tố di truyền tạo ra giao tử đơn bội. Hầu hết sinh vật tạo ra hai kiểu giao tử khác nhau. Trong các loài bất đẳng giao (anisogamous), hai giới tính gồm đực (sản xuất tinh trùng hay tiểu bào tử) và cái (sản xuất trứng hay đại bào tử). Trong loài đẳng giao (isogamous), các giao tử là tương tự hoặc giống hệt nhau về hình dạng, nhưng có thể chia tách thuộc tính và sau đó chúng có thể được đặt những tên gọi khác nhau. Ví dụ, trong tảo lục, Chlamydomonas reinhardtii, chúng có các giao tử dạng "cộng" và "trừ". Một vài sinh vật như ciliates, chúng có nhiều hơn hai loại giao.

Ví dụ, trong tảo xanh, Chlamydomonas reinhardtii, có cái gọi là giao tử "cộng" và "trừ". Một vài loại sinh vật, chẳng hạn như nhiều loại nấm và trùng lông Paramecium aurelia, [6] có nhiều hơn hai "giới tính", được gọi là syngens. Hầu hết động vật (bao gồm cả con người) và thực vật sinh sản hữu tính. Các sinh vật sinh sản hữu tính có các bộ gen khác nhau cho mọi tính trạng (được gọi là alen). Con cái thừa hưởng một alen cho mỗi tính trạng từ mỗi bố mẹ. Do đó, con cái có sự kết hợp của gen của bố mẹ. Người ta tin rằng "việc che giấu các alen nguy hiểm ủng hộ sự tiến hóa của pha lưỡng bội chiếm ưu thế ở các sinh vật xen kẽ giữa các pha đơn bội và lưỡng bội" khi sự tái tổ hợp diễn ra tự do.[7][8]

Rêu có sinh sản hữu tính, nhưng các sinh vật lớn hơn và thường thấy là đơn bội và tạo ra giao tử. Các giao tử hợp nhất để tạo thành hợp tử phát triển thành túi bào tử, từ đó tạo ra các bào tử đơn bội. Giai đoạn lưỡng bội tương đối nhỏ và tồn tại ngắn so với giai đoạn đơn bội, tức là sự thống trị đơn bội. Ưu điểm của lưỡng bội, dị hợp, chỉ tồn tại trong thế hệ lưỡng bội. Các loài rêu duy trì sinh sản hữu tính mặc dù thực tế là giai đoạn đơn bội không được hưởng lợi từ dị hợp tử. Đây có thể là một dấu hiệu cho thấy sinh sản hữu tính có những lợi thế khác với dị hợp, chẳng hạn như tái tổ hợp di truyền giữa các thành viên của loài, cho phép biểu hiện một phạm vi tính trạng rộng hơn và do đó làm cho quần thể có thể sống sót qua sự biến đổi môi trường.

Dị giao (allogamy)

Dị giao là sự thụ tinh của sự kết hợp các giao tử từ hai bố mẹ, nói chung là noãn từ một cá thể với tinh trùng của một cá thể khác. (Ở các loài không đồng nhất, hai loại giao tử sẽ không được định nghĩa là tinh trùng hoặc noãn.)

Đồng giao (autogamy)

Tự thụ tinh, còn được gọi là tự thụ tinh, xảy ra ở các sinh vật lưỡng tính trong đó hai giao tử hợp nhất trong quá trình thụ tinh đến từ cùng một cá thể, ví dụ, nhiều thực vật có mạch, một số trùng lỗ, và một số trùng lông. Thuật ngữ "tự thụ phấn" đôi khi được thay thế cho thụ phấn tự thụ (không nhất thiết dẫn đến thụ tinh thành công) và mô tả quá trình tự thụ phấn trong cùng một bông hoa, phân biệt với thụ phấn đơn tính, chuyển phấn hoa sang một bông hoa khác trên cùng một cây có hoa,[9] hoặc trong một cây hạt trần đơn tính cùng gốc.

Nguyên phân và giảm phân

Nguyên phân và giảm phân là những kiểu phân chia tế bào. Nguyên phân xảy ra ở tế bào xôma, còn nguyên phân xảy ra ở giao tử.

Nguyên phân Số kết quả của các tế bào trong quá trình nguyên phân là gấp đôi so với số lượng các tế bào gốc. Số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào con bằng số lượng nhiễm sắc thể của tế bào bố mẹ.

Giảm phân Số lượng tế bào kết quả gấp bốn lần số lượng tế bào ban đầu. Điều này dẫn đến các tế bào có một nửa số lượng nhiễm sắc thể có trong tế bào mẹ. Một tế bào lưỡng bội tự nhân đôi, sau đó trải qua hai lần phân chia (tứ bội thành lưỡng bội thành đơn bội), trong quá trình này hình thành bốn tế bào đơn bội. Quá trình này xảy ra trong hai giai đoạn, giảm phân I và giảm phân II.