การสืบพันธุ์ของพืชแบบอาศัยเพศ เกิดจากการผสมกันระหว่างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย ซึ่งมีขั้นตอนการผสมพันธุ์ดังนี้ การถ่ายละอองเรณู การงอกของละอองเรณู และการปฏิสนธิ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เกิดจากการผสมกันระหว่างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย ซึ่งมีขั้นตอนการผสมพันธุ์ดังนี้ การถ่ายละอองเรณู การงอกของละอองเรณู และการปฏิสนธิ

การถ่ายละอองเรณู (pollination) คือ การที่ละอองเรณูตกบนยอดเกสรตัวเมีย โดยอาศัยลม น้ำ คน หรือสัตว์อื่นๆ เช่น นก แมลง เป็นต้น การถ่ายละอองเรณูอาจเกิดในดอกเดียวกัน หรือระหว่างดอกของต้นเดียวกันหรือข้ามต้นก็ได้

การถ่ายละอองเรณูที่เกิดตามธรรมชาติโดยอาศัยลม น้ำ หรือสัตว์อื่นๆ นั้น จะทำให้เกิดการผสมพันธุ์ตามธรรมชาติ และได้พันธุ์เดิมๆ ซึ่งอาจมีคุณภาพไม่ดี และไม่เป็นที่ต้องการของมนุษย์ ส่วนการถ่ายละอองเรณูที่เกิดขึ้นโดยมนุษย์นั้น มนุษย์สามารถคัดพันธุ์ที่มีลักษณะ และสมบัติดีตามต้องการได้ เช่น ได้ผลผลิตสูง ได้พันธุ์พืชที่ต้านทานโรค ได้พันธุ์ที่เหมาะสมกับดินฟ้าอากาศในท้องถิ่นนั้น

การงอกของละอองเรณู เมื่อละอองเรณูตกบนยอดเกสรตัวเมียแล้ว จะงอกหลอดละอองเรณูยืดยาวออกจากละอองเรณู ลงไปตามคอเกสรตัวเมีย หลอดนี้จะงอกอย่างรวดเร็วผ่านรูไมโครไพล์เข้าสู่ออวุล นิวเคลียสในละอองเรณูที่แก่แล้วจะแบ่งเป็น 2 นิวเคลียส คือ เจเนอเรทีฟนิวเคลียส และทิวบ์นิวเคลียส

ทิวบ์นิวเคลียสจะอยู่ใกล้กับส่วนปลายของละอองเรณู และอาจจะสลายไป ส่วนเจเนอเรทีฟนิวเคลียส จะแบ่งตัวได้ 2 นิวเคลียส แต่ละนิวเคลียส เรียกว่า สเปิร์มนิวเคลียส

การปฏิสนธิ (fertilization) คือ การที่เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ของพืชดอก (สเปิร์มนิวเคลียส) เข้าผสมกับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย (ไข่) และโพลาร์นิวคลีไอในออวุล

ภายในออวุลซึ่งอยู่ในรังไข่ ประกอบด้วยเซลล์ต่างๆ 7 เซลล์ (8 นิวเคลียส) ดังนี้

- แอนติโพแดลเซลล์ 3 เซลล์
- ซินเนอร์จิด 2 เซลล์
- เซลล์ไข่ 1 เซลล์
- โพลาร์นิวคลีไอ 2 นิวเคลียสรวมเป็นเอนโดสเปิร์มมาเทอร์เซลล์ 1 เซลล์

การปฏิสนธิของพืชดอกเป็น การปฏิสนธิซ้อน (double fertilization) เพราะเกิดการปฏิสนธิ 2 ครั้ง โดยสเปิร์มนิวเคลียสอันหนึ่ง ผสมกับนิวเคลียสของไข่ได้เอ็มบริโอ (embryo) ส่วนสเปิร์มนิวเคลียสอีกอันหนึ่ง ผสมกับโพลาร์นิวคลีไอ ได้เอนโดสเปิร์ม (endosperm) อยู่ในออวุล หลังจากปฏิสนธิแล้วมีการเปลี่ยนแปลงดังนี้

- ออวุล เจริญเป็นเมล็ด
- ไข่ เจริญเป็นต้นอ่อน (embryo) อยู่ภายในเมล็ด
- โพลาร์นิวคลีไอ เจริญเป็นเอนโดสเปิร์มอยู่ภายในเมล็ด
- รังไข่ เจริญเป็นผล (fruit)
- ผนังรังไข่ เจริญเป็นเปลือกและเนื้อผล