Les méthodes de reproduction des poissons sont diverses et complexes, et la différence la plus significative réside dans le mode de fécondation : fécondation interne versus fécondation externe. Ces stratégies de reproduction affectent non seulement la survie et la reproduction des poissons, mais influencent également profondément la dynamique de l’écosystème.
Les organes reproducteurs des poissons présentent une diversité étonnante. Les poissons mâles ont généralement deux testicules de taille similaire, comme de nombreux autres vertébrés. Les poissons primitifs, comme les requins, ont tendance à avoir des testicules droits plus gros. Les ovaires des poissons sont tout aussi impressionnants, contenant peut-être des millions d’ovules. Chez les poissons, la production d’œufs ne dépend pas nécessairement d’une saison de reproduction spécifique mais se produit en continu. De plus, les œufs de poisson sont généralement gélatineux et n’ont pas de coquille dure, ce qui est nécessaire à la fécondation externe dans l’eau. Le système reproducteur des poissons comprend même une structure spécialisée, comme l'appendice reproducteur des poissons mâles, appelé « organe de piégeage », qui permet la fécondation interne.Les organes reproducteurs des poissons comprennent les testicules et les ovaires, qui existent généralement par paires et peuvent être partiellement ou complètement fusionnés.
Après la fécondation, le développement de l'embryon peut être interne ou externe, selon l'espèce de poisson. Dans certains cas, les poissons basculent à volonté entre ces deux modes de reproduction entre différents stades de développement, ce qui constitue également pour eux une stratégie d’adaptation écologique.Les exemples de fécondation interne incluent certains requins et poissons vivipares qui utilisent des organes spécialisés qu'ils ont développés, comme les nageoires pelviennes, pour permettre l'accouplement.
Bien que cela puisse entraîner une uniformité génétique, cela peut constituer un avantage de survie dans certaines conditions environnementales.De plus, certains poissons (comme le hameau noir) sont des exemples d'hermaphrodites libres, qui sont hermaphrodites et peuvent parvenir à l'autofécondation pendant la reproduction.