Việc thụ tinh diễn ra bên trong cơ thể con cái được gọi là thụ tinh bên trong động vật được thực hiện thông qua các cách khác nhau sau đây:

• Sự giao phối (giao hợp, giao cấu) 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.
• Thông lỗ huyệt: trong đó bao gồm hai con vật chạm vào các cơ quan của chúng với nhau để truyền tinh trùng của con đực sang con cái. Nó được sử dụng ở hầu hết các loài chim và trong tuatara, không có cơ quan nội tạng.
• Via spermatophore: Thông qua tinh trùng, một nắp chứa tinh trùng được tạo ra bởi con trống trong lỗ huyệt của con mái. Thông thường, tinh trùng được lưu trữ trong tinh trùng trên mái của lỗ huyệt cho đến khi cần thiết tại thời điểm rụng trứng. Nó được sử dụng bởi một số loài kỳ nhông và sa giông, các loài thuộc lớp nhện, một số côn trùng và một số động vật thân mềm.
• Trong các loài bọt biển, các tế bào tinh trùng được giải phóng vào nước để thụ tinh ova mà ở một số loài cũng được giải phóng (thụ tinh bên ngoài) và ở những cá thể khác được giữ lại bởi "mẹ" (thụ tinh bên trong).