Sisäisessä hedelmöityksessä urospuoliset sukusolut (siittiöt) talletetaan suoraan naisen kehon sisälle, missä ne hedelmöittävät naispuolisia sukusoluja (OVA tai munat).
Tämän tyyppistä hedelmöitystä esiintyy monissa eläimissä, mukaan lukien nisäkkäät, linnut ja jotkut matelijat ja kalat.