La plupart des animaux et des plantes se reproduisent par voie sexuelle. Certains protistes et champignons se reproduisent également de cette manière. Les organismes qui se reproduisent sexuellement ont deux sexes différents : le mâle et la femelle.
Lors de la reproduction sexuée, la progéniture est produite lorsque les spermatozoïdes fécondent les œufs de la femelle. Ce processus comporte plusieurs étapes.
Les cellules d'un animal ou d'une plante supérieure ont deux ensembles de chromosomes : ils sont diploïdes. Lorsque des gamètes (cellules sexuelles) sont produits, ils n'ont qu'un seul ensemble de chromosomes : ils sont haploïdes. Ils ont subi un processus de division cellulaire appelé méiose. Deux choses se produisent au cours de la méiose, chacune d'elles rendant la progéniture plus variable. Cela signifie qu'ils sont différents de leurs parents et les uns des autres.
On parle d'assortiment lorsque le double ensemble de chromosomes devient un ensemble unique dans chaque gamète. De chaque paire de chromosomes, celui qui va dans un seul gamète est aléatoire. Comme les allèles des gènes sur chaque chromosome ne sont pas toujours les mêmes, cela signifie qu'il existe une variation génétique entre les gamètes. Ce processus a été la "première loi" de Mendel, la loi de la ségrégation.
Comme le croisement se produit pendant la méiose, cela augmente la variété des chromosomes. Cela rend la recombinaison possible.
La conséquence de l'assortiment et du croisement permet de s'assurer qu'aucune progéniture d'une même mère et d'un même père n'est identique. Les jumeaux identiques sont l'exception. Ils sont identiques génétiquement parce qu'ils se sont développés à partir du même œuf fécondé.
La reproduction sexuelle présente des avantages et des inconvénients par rapport à la reproduction asexuée. Les principaux problèmes sont les suivants :