Sinh sản hữu tính là một quá trình tạo ra một sinh vật mới bằng cách kết hợp vật chất di truyền từ hai sinh vật. Nó xảy ra ở cả những sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ:ở những sinh vật nhân chuẩn đa bào, một cá thể được tạo ra một lần nữa; còn ở những sinh vật nhân sơ, tế bào ban đầu có vật chất di truyền bổ sung hoặc chuyển đổi. Trong một quá trình được gọi là tái tổ hợp di truyền, vật chất di truyền (DNA) có nguồn gốc từ hai cá thể khác nhau cùng tham gia để mà các dãy tương đồng được xếp thẳng hàng với nhau, và theo sau bởi sự trao đổi thông tin di truyền. Sau khi nhiễm sắc thể tái tổ hợp mới được hình thành, nó sẽ được truyền cho thế hệ con cháu.

Sinh sản hữu tính là phương pháp sinh sản chính của phần lớn các sinh vật vĩ mô, bao gồm hầu như tất cả các loài động vật và thực vật. Sự phát triển của sinh sản hữu tính là một câu hỏi lớn. Các bằng chứng hóa thạch đầu tiên của sinh sản hữu tính ở sinh vật nhân chuẩn là từ kỷ Stenos, khoảng một tỷ đến một tỷ hai trăm triệu năm trước. Có hai quá trình chính trong sinh sản hữu tính ở sinh vật nhân chuẩn: giảm phân, liên quan đến việc giảm một nửa số lượng nhiễm sắc thể và thụ tinh, liên quan đến sự hợp nhất của hai giao tử và sự phục hồi số lượng ban đầu của nhiễm sắc thể. Trong giảm phân, các nhiễm sắc thể của mỗi cặp thường xuyên trao đổi thông tin di truyền để đạt được sự tái tổ hợp tương đồng. Tư tưởng của thuyết tiến hóa đề xuất một số giải thích cho lý do tại sao sinh sản hữu tính phát triển và tại sao nó được duy trì. Những lý do này bao gồm việc đấu tranh chống lại sự tích lũy các đột biến có hại, tăng tốc độ thích nghi với những thay đổi của môi trường, đối phó với sự cạnh tranh hoặc thích nghi để sửa chữa những tổn thương của DNA và che giấu những đột biến có hại. Việc duy trì sinh sản hữu tính đã được giải thích bằng những lý thuyết đúng với các cấp độ khác nhau của sự chọn lọc, mặc dù một số các mô hình này vẫn còn gây tranh cãi. Tuy nhiên, những mô hình mới được trình bày trong những năm gần đây đã đưa ra giả thiết về một lợi thế cơ bản cho sinh sản hữu tính ở các sinh vật phức tạp và sinh sản chậm, thể hiện những đặc tính phụ thuộc vào môi trường cụ thể mà các chủng loài đó sống, và các chiến lược tồn tại cụ thể mà chúng sử dụng.