Os métodos de reprodução dos peixes são diversos e complexos, e a diferença mais significativa está no método de fertilização: fertilização interna versus fertilização externa. Essas estratégias reprodutivas não afetam apenas a sobrevivência e a reprodução dos peixes, mas também influenciam profundamente a dinâmica do ecossistema.
Os órgãos reprodutivos dos peixes apresentam uma diversidade surpreendente. Os peixes machos geralmente têm dois testículos de tamanho semelhante, semelhantes a muitos outros vertebrados. Peixes primitivos, como tubarões, tendem a ter testículos direitos maiores. Os ovários dos peixes são igualmente impressionantes, contendo talvez milhões de óvulos. Nos peixes, a produção de ovos não depende necessariamente de uma estação reprodutiva específica, mas ocorre continuamente. Além disso, os ovos de peixe são geralmente gelatinosos e não têm casca dura, o que é necessário para a fertilização externa na água. O sistema reprodutivo dos peixes inclui até mesmo uma estrutura especializada, como o apêndice reprodutivo dos peixes machos, chamado de "órgão de aprisionamento", que permite a fertilização interna.Os órgãos reprodutivos dos peixes incluem os testículos e os ovários, que geralmente existem em pares e podem ser parcial ou completamente fundidos.
Após a fertilização, o desenvolvimento do embrião pode ser interno ou externo, dependendo da espécie de peixe. Em alguns casos, os peixes alternam entre esses dois modos reprodutivos à vontade entre diferentes estágios de desenvolvimento, o que também é uma estratégia de adaptação ecológica para eles.Exemplos de fertilização interna incluem certos tubarões e peixes vivíparos que usam órgãos especializados que eles desenvolveram, como nadadeiras pélvicas, para permitir o acasalamento.
Embora isso possa resultar em uniformidade genética, pode ser uma vantagem de sobrevivência sob certas condições ambientais.Além disso, alguns peixes (como o peixe-rei preto) são exemplos de hermafroditas de vida livre, que são hermafroditas e podem realizar autofecundação durante a reprodução.