I metodi di riproduzione dei pesci sono diversi e complessi, e la differenza più significativa risiede nel metodo di fecondazione: fecondazione interna contro fecondazione esterna. Queste strategie riproduttive non solo influenzano la sopravvivenza e la riproduzione dei pesci, ma influenzano profondamente anche le dinamiche dell'ecosistema.
Gli organi riproduttivi dei pesci mostrano una sorprendente diversità. I pesci maschi solitamente hanno due testicoli di dimensioni simili, come molti altri vertebrati. I pesci primitivi, come gli squali, tendono ad avere testicoli destri più grandi. Altrettanto impressionanti sono le ovaie dei pesci, che contengono forse milioni di uova. Nei pesci, la produzione di uova non dipende necessariamente da una specifica stagione riproduttiva, ma avviene continuamente. Inoltre, le uova di pesce sono generalmente gelatinose e non hanno un guscio duro, necessario per la fecondazione esterna in acqua. L'apparato riproduttivo dei pesci comprende addirittura una struttura specializzata, come l'appendice riproduttiva dei pesci maschi, chiamata "organo di intrappolamento", che consente la fecondazione interna.Gli organi riproduttivi dei pesci comprendono i testicoli e le ovaie, che solitamente esistono in coppia e possono essere parzialmente o completamente fusi.
Dopo la fecondazione, lo sviluppo dell'embrione può essere interno o esterno, a seconda della specie di pesce. In alcuni casi, i pesci passano da una modalità riproduttiva all'altra a piacimento durante le diverse fasi dello sviluppo, il che rappresenta per loro anche una strategia di adattamento ecologico.Esempi di fecondazione interna includono alcuni squali e pesci vivipari che utilizzano organi specializzati nella loro evoluzione, come le pinne pelviche, per consentire l'accoppiamento.
Sebbene ciò possa comportare uniformità genetica, può anche rappresentare un vantaggio per la sopravvivenza in determinate condizioni ambientali.Inoltre, alcuni pesci (come il pesce hamlet nero) sono esempi di ermafroditi liberi, che sono ermafroditi e possono autofecondarsi durante la riproduzione.