精子與卵子接觸后，開始了融合過程。分為四個步驟：精卵質(zhì)膜的融合、精進(jìn)入卵內(nèi)，第二極體的排出，雌性原核的形成及兩性原核結(jié)合并開始第一次卵裂。離體觀察精子穿過透明帶約需10分鐘，在體內(nèi)可能更快些。精子必須在獲能并發(fā)生頂體反應(yīng)后，才具備穿透ZP的能力。一般認(rèn)為，精子識別卵子并與ZP的ZP3基因點(diǎn)結(jié)合后，精子頭部頂端的穿孔器先鉆入ZP，以后整個精子進(jìn)入卵細(xì)胞與ZP之間的卵外周間隙中，此為受精的開始。精子穿過ZP后，其頭部平臥于卵膜上，當(dāng)精子質(zhì)膜與卵膜融合時(shí)頭部即埋入卵子胞漿中。
精卵膜融合的具體過程和分子機(jī)制目前不十分清楚。體外實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，頂體完整的精子雖能結(jié)合與卵膜，但精子膜不能與卵膜與融合，這說明頂體反應(yīng)后的精子可能發(fā)生了膜表面結(jié)構(gòu)和成分的改變，使精子能結(jié)合于卵膜。形態(tài)學(xué)研究表明，頂體反應(yīng)后暴露的頂體內(nèi)膜并不與卵膜融合，融合部位：主要在精子頂體后膜與卵膜之間。精卵融合的實(shí)質(zhì)：是精子膜和卵膜表面互補(bǔ)配對的特異性細(xì)胞粘附分子介導(dǎo)的過程。如精子膜表面的受精素（fertilin）和卵膜表面的整合素（integrin）。