Морфологически половая система рыб имеет большое разнообразие, и тем не ме­нее, достаточно проста. Семенник соеди­нен с мочеточником. Сперма извергается по мочевому каналу в клоаку. У самок после овуляции икринки по­падают в брюшную полость, затем захва­тываются воронкой яйцевода и выводятся в клоачное отверстие. У круглоротых процесс упрощен. Спер­ма и икра при созревании гонад поступа­ют в брюшную полость. Затем, половые клетки через поры проникают в просвет мочеточника. У осетровых и акул мочевые протоки головной почки формируют мюллеровы протоки, по которым половые продукты и самца, и самки после созревания поки­дают половые железы. У некоторых рыб с внутренним оплодо­творением бывает асинхронное созревание са­мок и самцов. В этом случае совокупление приводит к тому, что сперма хранится в поло­вых путях самки до времени овуляции, когда и происходит оплодотворение икринок.

Особенности спермато- и овогенеза. Овуляция и эякуляция находятся под гормональным контролем. Овуляция про­текает сразу во всем ястыке и захватыва­ет все зрелые овоциты, созревание кото­рых происходит циклами.Сперматогенез — процесс более равно­мерный, как и эякуляция. Самцы более продолжительно участвуют в нересте. У некоторых видов рыб масса спермы за сезон достигает массы семенни­ков. Общее количество спермы за нересто­вый сезон у разных видов различен (в ус­ловиях искусственного разведения рыбы) и колеблется в очень широких пределах — от нескольких миллилитров до литра и бо­лее у особо крупных особей осетровых рыб. При этом, чем больше объем эякулята, тем ниже концентрация клеток в семен­ной жидкости. Спермии, полученные непосредствен­но из гонад, не имеют активности. Они приобретают подвижность при смешении с секретами придаточных желез. Под­вижность усиливается при попадании клеток в воду. Овогонии – будущие икринки – образуются в результате деления зачатковых клеток зародышевого эпителия. После овогониальных делений овогония превращается в овоцит. В дальнейшем в ходе овогенеза – развития яйцевых клеток – различают три периода: период синаптенного пути, период роста (малого – протоплазматического и большого – трофоплазматического) и период созревания.Каждый из этих периодов подразделяется на ряд фаз. Период синаптенного пути характеризуется главным образом преобразованием ядра клетки (овоцита). Затем наступает период малого –протоплазматического – роста, когда увеличение размеров овоцита происходит за счет накопления цитоплазмы. Здесь в развитии овоцитов выделяют ювенильную фазу и фазу однослойного фолликула.В ювенильной фазе овоциты ещё относительно небольшие, чаще всего округлой формы, с тонкой, бесструктурной, так называемой первичной (вырабатываемой самой яйцеклеткой) оболочкой, к которой прилегают отдельные фолликулярные клетки, а снаружи – клетки соединительной ткани. Ядро овоцита имеет хорошо заметную тонкую оболочку. По периферии ядра располагаются многочисленные ядрышки, в большинстве прилегающие к оболочке. В фазе однослойного фолликула собственная оболочка становится толще, над ней формируется фолликулярная оболочка с прилегающими отдельными соединительнотканными клетками.

Рыб делят на моноцикличных и полицикличных. Моноцикличные рыбы уча­ствуют в процессе размножения только один раз в жизни. К этой группе рыб от­носятся речной угорь, речная минога, байкальская голомянка и многие виды лососевых рыб. Подавляющее большинство рыб отно­сится к полиции личным видам, т. е. размножаюшимся несколько раз на протя­жении жизни.

Плодовитость рыб связана с величи­ной икринок. Так, акуловые имеют диа­метр яйца до нескольких сантиметров и самки могут вынашивать всего одно яйцо. У костистых рыб при величине икринки менее одного миллиметра их общее коли­чество достигает миллионов.Высокая плодовитость рыб характер­на для пелагического икрометания (пелагофильные виды рыб). При этом луна-рыба выметывает до 300 млн икринок, мольва — до 60 млн, треска — до 10 млн, белый амур и толстолобики — до 1 млн.Высока плодовитость и фитофильных рыб (откладывающих икру на раститель­ность). Например, плодовитость сазана доходит до 1,5 млн икринок, плотвы, ле­ща, красноперки — до 200 тыс. Плодовитость рыб, проявляющих в той или иной форме заботу о потомстве, значительно ниже. В ряде случаев (круп­ные акулы) их плодовитость составляет всего 1 икринку в год.

Оплодотворение. У рыб слияние половых клеток происходит, как правило в воде, т. е. является наружным. Однако среди рыб имеет мести и внутреннее оплодотворение раз­ной степени сложности. Внутреннее оплодотворение характерно для хрящевых рыб и для некоторых представителей костистых рыб: морского окуня, бельдюги и большинства карпозубообразных (гуп­пи, гамбузия, меченосцы и др.).

При наружном оплодотворении поло­вые клетки выметываются в воду, где со­храняют свою жизнеспособность ограни­ченное время — от нескольких минут до нескольких секунд. Сперматозоид проникает в икринку через микропиле. Через дру­гие многочисленные поры икринки дифундирует вода, которая вызывает силь­ное набухание кортикальных оболочек. В результате гидратации образуется перивителлиновое пространство, защища­ющее зародыш от повреждающих воздей­ствий внешней среды. Дальнейший онтогенез рыб имеет не­сколько вариантов развития, происходит с метаморфозом. Причем, личиночная стадия может быть очень продолжитель­ной. Молодь разных видов рыб (имея примерно одинаковый спектр питания) в одном и том же водоеме захватывает одну и ту же пищевую нишу, но в разное время.

Некоторые виды рыб имеют внутреннее оплодотворение. У самцов таких видов есть специальный половой орган - гоноподий. Он используется для введения спермы в тело самки. Во время спаривания самец плывет рядом с самкой, и его гоноподий, имеющий форму трубки, направлен вперед, чтобы ввести сперму в ее генитальный тракт. Сперма, попадающая в тело самки, может сохранять жизнеспособность и активность в течение многих месяцев. При этом способе размножения оплодотворяется большее количество яйцеклеток, чем при внешнем оплодотворении. У живородящих рыб рождаются вполне жизнеспособные мальки, созревшие в утробе матери.

Партеногенез - это такой способ размножения, когда развитие икры происходит без ее оплодотворения самцами. При этом, развитие икринок обычно доходит только до стадии дробления, как например у сельди, осетровых, лососевых и карповых. В большинстве случаев партеногенетическое развитие не приводит к получению жизнеспособной молоди рыб.