動物の精巣（せいそう）では，精原細胞（せいげんさいぼう）が体細胞分裂（たいさいぼうぶんれつ）を繰（く）り返（かえ）している。そのうちのあるものは成長（せいちょう）して減数分裂（げんすうぶんれつ）に入る。減数分裂（げんすうぶんれつ）を始めた細胞（さいぼう）を一次精母細胞（いちじせいぼさいぼう）という。1個（こ）の一次精母細胞（いちじせいぼさいぼう）は，減数分裂（げんすうぶんれつ）の第一分裂（だいいちぶんれつ）を行って2個（こ）の二次精母細胞（にじせいぼさいぼう），第二分裂（だいにぶんれつ）を行って4個（こ）の精細胞（せいさいぼう）となる。精細胞（せいさいぼう）は，形を変（か）えて（変態（へんたい）して）精子（せいし）となる。

動物の卵巣（らんそう）では，卵（らん）になることを運命づけられた卵原細胞（らんげんさいぼう）が体細胞分裂（たいさいぼうぶんれつ）によって増殖（ぞうしょく）している。卵原細胞（らんげんさいぼう）が分裂（ぶんれつ）し，減数分裂（げんすうぶんれつ）の過程（かてい）に入った細胞（さいぼう）を一次卵母細胞（いちじらんぼさいぼう）という。一次卵母細胞（いちじらんぼさいぼう）は，ろ胞（ほう）細胞（さいぼう）^※1に取（と）り囲（かこ）まれて，減数分裂（げんすうぶんれつ）の第一分裂（ぶんれつ）前期にとどまったまま卵黄（らんおう）を蓄積（ちくせき）し，卵（らん）とほぼ同じ大きさにまで成長（せいちょう）する。十分に成長（せいちょう）した一次卵母細胞（いちじらんぼさいぼう）は，ろ胞（ほう）細胞（さいぼう）からのホルモンによって減数分裂（げんすうぶんれつ）を再開（さいかい）し，第一分裂（ぶんれつ）を終えて二次卵母細胞（にじらんぼさいぼう）となる。その後，多くの脊椎（せきつい）動物では，減数分裂（げんすうぶんれつ）は第二分裂（ぶんれつ）中期で再（ふたた）び止まり，減数分裂（げんすうぶんれつ）の第二分裂（ぶんれつ）中期に止まった状態（じょうたい）で精子（せいし）と出会う。受精（じゅせい）することにより，減数分裂（げんすうぶんれつ）が再開（さいかい）される。卵（らん）では，減数分裂（げんすうぶんれつ）の第一分裂（ぶんれつ），第二分裂（ぶんれつ）ともに，生じる2個（こ）の娘（むすめ）細胞（さいぼう）のうちの一方は，ほとんど分裂（ぶんれつ）前の大きさで，他方は極端（きょくたん）に小さい。小さい方の細胞（さいぼう）を極体（きょくたい）といい，極体（きょくたい）が生じた^※2卵細胞（らんさいぼう）の部分を動物極（どうぶつきょく），その反対側を植物極（しょくぶつきょく）という。極体（きょくたい）は，多くの場合，退化（たいか）し，消失（しょうしつ）する。
卵（らん）形成（けいせい）の過程（かてい）では，卵黄（らんおう）だけでなくさまざまなタンパク質（しつ），RNAが卵（らん）の細胞質（さいぼうしつ）の中に蓄（たくわ）えられる。その中には，胚（はい）の前後や胚（はい）の細胞（さいぼう）の発生運命に大きな影響（えいきょう）を及（およ）ぼすものが含（ふく）まれる。
カエルやウニでは，受精（じゅせい）のときに重要（じゅうよう）なはたらきをする表層粒（ひょうそうりゅう）が，細胞膜（さいぼうまく）のすぐ下につくられる。さらに卵黄（らんおう）膜（まく），ゼリー層（そう）（ウニ，カエル），透明帯（とうめいたい）（哺乳類（ほにゅうるい））などの卵（らん）を取り巻（とりま）く卵膜（らんまく）もつくられる。卵（らん）は，普通（ふつう）の細胞（さいぼう）よりもずっと大きく，動物種によってさまざまに異（こと）なった膜（まく）に取（と）り囲（かこ）まれている。そして，細胞質（さいぼうしつ）には，発生に必要（ひつよう）な物質（ぶっしつ）が蓄（たくわ）えられている。

卵（らん）に近づいた精（せい）子が，卵（らん）と接触（せっしょく）し，精子（せいし）の核（かく）が卵（らん）の核（かく）と一緒（いっしょ）になるまでの過程（かてい）を受精（じゅせい）という。受精（じゅせい）した卵（らん）を受精卵（じゅせいらん）と呼（よ）ぶ。受精卵（じゅせいらん）では細胞（さいぼう）内のさまざまな生理的（せいりてき）な活性（かっせい）が高まり，個体（こたい）としての生命が始まる。

水中に生息する動物の多くは，精子（せいし）と卵（らん）を水中に放出して体外受精（たいがいじゅせい）を行う。精子（せいし）はべん毛（もう）をもち，水中を泳いで卵（らん）にたどり着く。一方，陸上（りくじょう）で生活する生物の多くでは，精子（せいし）は交尾（こうび）により雌（めす）の体内に送りこまれ，体内受精（たいないじゅせい）をする。精子（せいし）は雌（めす）の輸卵管（ゆらんかん）の中の体液（たいえき）中を泳いで卵（らん）に到達（とうたつ）する。このようなしくみは，生物が陸上（りくじょう）の環境（かんきょう）で繁殖（はんしょく）するのに不可欠（ふかけつ）だと考えられている。

放出される精子（せいし）の数は，一般（いっぱん）に卵（らん）の数に比（くら）べて多く，1個（こ）の卵（らん）に対して多数の精子（せいし）が泳いでくることになる。しかし，実際（じっさい）に卵（らん）と受精（じゅせい）する精（せい）子は1個（こ）だけである。卵（らん）に到達（とうたつ）した精子（せいし）のどれかが，最初（さいしょ）に卵細胞（らんさいぼう）に進入^※3を始めると，残（のこ）りの精子（せいし）は卵細胞（らんさいぼう）に進入することができなくなる。これは，複数（ふくすう）の精子（せいし）が卵細胞（らんさいぼう）に進入するのを防（ふせ）ぐしくみがあるためである。
ウニでは，未（み）受精卵（じゅせいらん）のまわりにあるゼリー層（そう）に精子（せいし）が到達（とうたつ）すると，精子（せいし）の頭部にある先体（せんたい）の中身が放出される。これを先体反応（せんたいはんのう）と呼（よ）ぶ。ウニでは，精子（せいし）の先端（せんたん）が糸状（いとじょう）に伸（の）び，べん毛（もう）の動きが活発になって，精子（せいし）はゼリー層（そう）を貫通（かんつう）する。さらに，精子（せいし）はゼリー層（そう）の下にある卵黄（らんおう）膜（まく）を通過（つうか）^※4して，卵（らん）細胞膜（さいぼうまく）に接（せっ）する。すると精子（せいし）と卵（らん）の細胞膜（さいぼうまく）が融合（ゆうごう）する。そして，卵細胞（らんさいぼう）では，表層粒（ひょうそうりゅう）の中身が，卵（らん）の細胞膜（さいぼうまく）と卵黄（らんおう）膜（まく）の間に放出される。これを表層（ひょうそう）反応（はんのう）と呼（よ）ぶ。卵黄（らんおう）膜（まく）は，表層粒（ひょうそうりゅう）から放出された物質（ぶっしつ）に触（ふ）れることにより，細胞膜（さいぼうまく）から離（はな）れて固（かた）くなって，受精（じゅせい）膜（まく）となる。受精（じゅせい）膜（まく）の形成（けいせい）は，余分（よぶん）な精子（せいし）の進入を防（ふせ）ぐしくみの1つとなっている。
卵（らん）に進入した精子（せいし）の核（かく）は，卵細胞（らんさいぼう）の中に入るとふくらんで，ふつうの核（かく）に近い大きさの精（せい）核（かく）となる。精子（せいし）から卵細胞（らんさいぼう）に入った中心体は，星状体（せいじょうたい）を形成（けいせい）し，精（せい）核（かく）と卵（らん）核（かく）とを近づける。2つの核（かく）が出会うと直ちに融合（ゆうごう）が始まって1つの核（かく）になる。

受精卵（じゅせいらん）が発生を始めたものを胚（はい）という。動物の発生は，種（しゅ）によってさまざまに異（こと）なってみえる。これは動物の種類（しゅるい）によって，卵細胞（らんさいぼう）の大きさ，卵細胞（らんさいぼう）に含（ふく）まれる卵黄（らんおう）の量（りょう）や分布（ぶんぷ）のしかたが異（こと）なるためである。一般（いっぱん）に，発生は次のように進む。
胚（はい）では，多くの動物の場合，細胞分裂（さいぼうぶんれつ）が短い間隔（かんかく）で起こって細胞（さいぼう）の数が急速に増（ふ）える。このときの細胞分裂（さいぼうぶんれつ）は，通常（つうじょう）の体細胞分裂（たいさいぼうぶんれつ）と異（こと）なって，娘細胞（むすめさいぼう）が母細胞（ぼさいぼう）の大きさになることはなく，受精卵（じゅせいらん）は時間経過（けいか）とともに，小さな細胞（さいぼう）へと分けられていく。このような発生初期（しょき）にみられる細胞分裂（さいぼうぶんれつ）を卵割（らんかつ）という。卵割（らんかつ）によって，受精卵（じゅせいらん）は，より小さな細胞（さいぼう）からなる胚（はい）へと変（か）わっていく。細胞（さいぼう）の大きさが，ほぼ体細胞（さいぼう）の大きさとなるころには，細胞分裂（さいぼうぶんれつ）の速度も遅（おそ）くなる。すると胚（はい）全体で，細胞（さいぼう）の大規模（だいきぼ）な移動（いどう）・配置（はいち）換（が）えが起こる。胚（はい）の外側（そとがわ）にあった細胞（さいぼう）の一部が胚（はい）の内側（うちがわ）に入り込（はいりこ）んで，将来（しょうらい）消化管（しょうかかん）となるスペースができ，胚（はい）の前後が明らかになる。この過程（かてい）を原腸（げんちょう）形成（けいせい）という。そして，原腸（げんちょう）形成（けいせい）のころ，細胞（さいぼう）が胚（はい）のどこに位置（いち）するかによって，胚葉（はいよう）という細胞（さいぼう）のグループが区別（くべつ）されるようになる。胚葉（はいよう）は将来（しょうらい），組織（そしき）や器官（きかん）形成（けいせい）で重要（じゅうよう）な役割（やくわり）を果（は）たす。原腸（げんちょう）形成（けいせい）が終わると，その動物の体制（たいせい）がほぼできあがる。そして胚（はい）では器官（きかん）形成（けいせい）が始まる。このような発生の過程（かてい）を通して胚（はい）の細胞（さいぼう）は形やはたらきが変（か）わっていく。これこれを細胞分化（さいぼうぶんか）という。

受精（じゅせい）後，DNAの複製（ふくせい）とタンパク質（しつ）の合成（ごうせい）はすみやかに始まる。それに対して，多くの動物種では，RNAの合成（ごうせい）は，受精（じゅせい）後しばらくの間は起こらないか，起こってもわずかである。転写（てんしゃ）は，胚（はい）の細胞（さいぼう）の大きさが，ほぼ体細胞（さいぼう）の大きさになるころになってさかんになる。受精（じゅせい）後からそれまでの翻訳（ほんやく）には，卵（らん）形成（けいせい）の過程（かてい）で卵（らん）の細胞質（さいぼうしつ）に蓄（たくわ）えられたリボソームRNA（rRNA），運搬（うんぱん）RNA（tRNA），伝令（でんれい）RNA（mRNA）が用いられている。RNAのほかにも，卵（らん）の細胞質（さいぼうしつ）には多くのタンパク質（しつ）や細胞小器官（さいぼうしょうきかん）が蓄（たくわ）えられているが，これらは細胞質（さいぼうしつ）中に均一（きんいつ）に分布（ぶんぷ）しているわけではない。さらに受精（じゅせい）に伴（ともな）って，細胞質（さいぼうしつ）内の物質（ぶっしつ）や細胞小器官（さいぼうしょうきかん）の分布（ぶんぷ）は大きく変化（へんか）する。このような卵（らん）の細胞質（さいぼうしつ）の不均一（ふきんいつ）性（せい）が，後の発生に影響（えいきょう）を及（およ）ぼす。そして，原腸（げんちょう）形成期（けいせいき）以降（いこう），胚（はい）では細胞分化（さいぼうぶんか）が起こって，胚（はい）の領域（りょういき）ごとに異（こと）なった形やはたらきをもつ細胞（さいぼう）が現（あらわ）れてくる。
この過程（かてい）で，選択的遺伝子発現（せんたくてきいでんしはつげん）がみられるようになる。胚（はい）だけでなく成体（せいたい）内でも脊髄（せきずい）や肝臓（かんぞう）などの組織（そしき）には，分化する能力（のうりょく）を保（たも）ちながら増殖（ぞうしょく）する少数の細胞（さいぼう）がある。このような細胞（さいぼう）は，脊髄（せきずい）や肝臓（かんぞう）などの本来の組織（そしき）のもとになるという意味から組織（そしき）幹細胞（かんさいぼう）と名付（なづ）けられた。組織（そしき）幹細胞（かんさいぼう）は，条件（じょうけん）によっては，本来の組織（そしき）だけでなくさまざまな細胞（さいぼう）に分化することがわかっている。一方，ヒトなど哺乳類（ほにゅうるい）初期（しょき）胚（はい）の内部細胞塊（ないぶさいぼうかい）からつくられた，さまざまな細胞（さいぼう）に分化する能力（のうりょく）を保（たも）ちながら増殖（ぞうしょく）する培養（ばいよう）細胞（さいぼう）は，胚（はい）性（せい）幹細胞（かんさいぼう）（ES細胞（さいぼう）^※5）と呼（よ）ばれる。