둘 이상의 생물학적 성 구분을 가진 생물의 동성개체 간에 성립하는 생식행위를 말한다. 애초에 성 구분이 없는 종의 생식 방법인 무성생식이나 남성 정자에 의한 수정 없이 배아가 성장, 발달하는 단성생식과는 다르다. 포유류의 경우 정자와 정자 혹은 난자와 난자가 만나서 수정하지는 못하므로 원론적으로 자연적 동성생식은 불가능하다.

자연적 동성생식은 불가능하지만 2개의 난자를 융합하거나 줄기세포를 통해 남성세포로 난자를 만들거나 여성세포로 정자를 만들어 수정시키는 방법의 동성생식은 이론적으로 실현 가능하다. 동성생식 기술은 2016년 현재 상용화되지는 못했으나 활발한 연구선상에 있다. 2개의 난자를 융합하는 것은 양 쪽이 평등한 수정이라는 점에서 의의가 있지만 설령 수정이 된다고 쳐도 유전체각인 현상으로 인해 기형아를 낳을 위험이 아주 높기 때문에[1] 실현 가능성이 낮고, 줄기세포를 통해 남성세포로 난자를 만들거나 여성세포로 정자를 만들어 수정시키는 방법이 유력하다.

인위적 동성생식은 동성 개체 간에 번식할 가능성을 열어준다는 점에서 성소수자의 권리보장과도 밀접한 연관을 맺고 있다. 동성 생식기술이 보통의 방법으로는 생물학적 부모가 되는 것이 불가능한 동성애자 커플의 생식 및 육아권을 보장해줄 차세대 기술로 각광받고 있는 것이다. 일반적으로 동성애자 커플이 육아를 하기 위해서는 입양을 택하거나 커플 중 한쪽의 생식세포와 수정할 제3자의 생식세포를 증여받아야 했다. 최근 주목받기 시작한 동성생식 기술은 실현될 시 제 3자의 생식세포를 필요로 하지 않을 뿐더러 동성애 커플 양쪽의 유전정보를 자녀에게 절반씩 물려줄 수 있다는 점에서 획기적인 진보를 예고하고 있다. 2명의 여성이 각각의 유전자를 반 씩 부여받은 자녀를 갖거나 2명의 남성이 각각의 유전자를 반 씩 부여받은 자녀를 갖는 것이 가능해질 수도 있는 것이다.

동성생식기술의 발전은 1991년 펜실베니아 대학교의 한 연구진이 출원한 특허가 단초가 되었다. 이 특허는 남성의 정자가 가진 유전적 결함(genetic defect)을 체외에서 수정(correcting)한 뒤 그것을 다시 해당 남성의 정소에 주입하는 방법을 다루고 있다.[2] 이 특허는 남성의 정자만을 연구했지만 동시에 이 과정이 XX세포에도 적용가능할 것이라는 가능성도 제기했다. 성인 여성의 세포를 조작해 여성 정자를 만들 수 있는 가능성을 제시한 것이다.

이 연구 이후 근 20년 동안 여성 정자라는 관념은 점차 현실화 되어갔다. 1997년에는 타가미 마츠바라와 하나다 나이토 등 일군의 과학자들이 암탉으로부터 혈액 줄기세포를 추출하여 수탉의 고환에 주사, 정자를 만들어내는 데 성공했다.[3]몇 년이 지난 뒤에 다른 일본의 과학자들이 쥐 성체 2마리의 난자를 조합함으로서 딸쥐를 만들어 보였다. 게다가 2008년에는 한 미국인 학자가 Y염색체를 이용해 인간 여성 정자를 만들어내어 고환에 이를 이식하는 방법에 관한 새로운 특허를 출원했다.[4]

한편 브라질의 부탄탄 기구(Butantan Institute)는 생쥐실험을 통해 배아줄기세포를 이용해 남성 난자를 생산하는 시도를 하고 있다고 한다. 그들은 이 실험에 성공할 경우 성인 피부 세포를 활용하여 남성 난자를 생산하는 방법도 연구할 것이라고 밝혔다.

일부 예술작품에서는 동성생식을 주제로 다루는데 보통 이때 묘사되는 동성생식은 두 동성 생식세포간의 수정은 물론 임신, 일부는 출산까지도 포함하는 경우가 많다. 서브컬쳐의 하나인 BL장르, 백합에서는 주로 수 쪽이 많이 임신하는데 이런 처지에 놓인 수를 임신수 라고 한다. 같은 맥락에서 임신하는 공은 임신공이라고 한다. 오메가버스 문서도 참고하면 좋다.

한편 정자와 난자가 만나 수정하되 임신만 남성 쪽이 하는 상황을 그리는 티미의 못 말리는 수호천사, 영화 주니어 등의 작품은 자연적 동성생식을 주제화한 작품이라고 볼 수 없다. 그 매커니즘은 불명이지만, 남성기를 갖고 있는 데도 불구하고 임신하는 경우 임신만 따로 떼어 성 결정 요소로 보지는 않기 때문이다.