Опыление заключается в переносе пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Рыльце пестика может иметь разветвленные доли, улавливающие волоски, и обычно липкую поверхность. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление.
При самоопылении рыльце опыляется пыльцой того же цветка, поэтому самоопыление может осуществляться только у обоеполых цветков. В наибольшей степени к самоопылению приспособлены клейстогамные (нераскрывающиеся) цветки, которые встречаются, например, у фиалки, ячменя.
Выделяют две формы перекрестного опыления: гейтоногамия, опыление происходит в пределах одного растения, и ксеногамия – пыльца одного растения переносится на цветок другого растения.
Перекрестное опыление биологически более выгодно, потому что способствует повышению видового разнообразия. Поэтому у растений выработались различные механизмы предотвращения самоопыления. Наиболее надежное средство предотвращения самоопыления – двудомность, но в этом случае часть популяции не дает семян. Очень распространена дихогамия – разновременное созревание пыльцы и рылец пестика. Дихогамия может проявляться в форме протоандрии – более раннем созревании тычинок - и протогинии – более раннем созревании пестиков.
Иногда бывает полная физиологическая самонесовместимость. В этом случае пыльца не прорастает на рыльце одной и той же особи. При гетеростилии (разностолбчатость) у цветков тычиночные нити и столбики пестиков различаются по длине, поэтому самоопыление затруднено.
В зависимости от агента, переносящего пыльцу различают абиотический и биотический способы опыления. К абиотическим относится анемофилия – опыление с помощью ветра и гидрофилия – с участием воды, к биотическим: энтомофилия – опыление насекомыми, орнитофилия – птицами, хироптерофилия – летучими мышами, мирмекофилия – муравьями и т.п..
Способ опыления накладывает определенный отпечаток на морфологические и физиологические признаки растения. Анемофильные растения большей частью цветут до появления листьев. Околоцветник таких цветков невзрачный или вообще отсутствует. Пыльники и рыльца выступают из цветка, рыльца часто рассечены. Пыльца мелкая, сухая, легкая. Обычно содержит жир, а не, более тяжелый, крахмал.
Биотическое опыление отличается от абиотического тем, что в этом процессе участвуют два живых организма. В процессе эволюции между ними установились определенные взаимовыгодные отношения, приводящие к опылению. Цветок для привлечения животного использует так называемые первичные аттрактанты, которые служат прежде всего источником питания (пыльца, нектар, жир и др.). Вторичные аттрактанты указывают, где находятся первичные, и, действуя на органы чувств опылителя, уточняют траекторию полета. К ним относится окраска цветков (пчелы чувствительны к желтому, синему, фиолетовому цветам, птицы – к красному цвету, летучие мыши – к зеленовато-желтым или коричневым цветам), запах, наличие соцветий.