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获能伴随着质膜重组、离子通道的调节、胆固醇的流失以及许多蛋白磷酸化状态的改变，获能同时受到内在和外在因子的调节，其中胆固醇、HCO3-、Ca2+以及蛋白磷酸化在精子获能过程中发挥着重要作用。
（1）质膜上的胆固醇流失：获能精子细胞膜表面胆固醇外流，导致胆固醇/磷脂的比例下降及膜流动性升高，膜表面蛋白质重组，使质膜离子通道发生改变，影响细胞内外离子的分布，精子细胞体积也可发生改变。体外诱导胆固醇流失的物质主要有：白蛋白、β-环糊精、高密度脂蛋白。
（2）离子浓度改变：在获能过程中蛋白磷酸化及蛋白激酶活性发生变化，HCO3-浓度增加，胞内Ca2+、pH及cAMP浓度增加。Ca2+通过浓度和分布的变化调节精子，射精之后，精液中的Ca2+和HCO3-迅速通过钙离子通道进入精子，Na+/HCO3-通过协同运输进入精子。Ca2+和HCO3-是精子获能过程的第二信使，Ca2+和HCO3-的流入激活了精子的信号级联反应。
（3）蛋白磷酸化及信号途径：激活精子发生顶体反应前，在女性生殖道内历经了一系列的生化的修饰过程和信号激活。Ca2+和HCO3-激活的信号级联反应包括：①腺苷酸环化酶的激活及cAMP的形成；②蛋白激酶A（PKA）或其他蛋白激酶的激活；③蛋白酪氨酸磷酸化：蛋白酪氨酸磷酸化是精子获能后期的标志性变化。所有这些变化最终使精子获得受精的能力。
卵子是一个有微绒毛被覆的球状细胞。精子的头部像一个扁平的盘子，厚度小于卵子微绒毛间隙。精子以一种角度穿透透明带达到PVS后，头部很快附着在卵质膜的微绒毛上，然后以其赤道段和顶体后区接触卵微绒毛，精子尾部作强烈的摆动，卵的质膜、胞质和核物质整体在PVS中转动。此后，次级**借助微绒毛内肌动蛋白、收缩蛋白和肌球蛋白的作用，将精子全部拖入胞质，此后发生精卵融合，精卵融合后形成合子（zygote）。精卵融合的分子机制尚不清楚，研究表明其可能是由特殊的蛋白分子介导的。来源于精子头部的两种膜蛋白，一个是PH20，也叫SPAM1，参与透明带的结合；另一个是PH30，又叫受精素（fertilin），参与精卵的融合。受精素是蛋白大家族成员，它可以与卵子质膜上的整合素结合，激活G蛋白或活化酪氨酸激酶，导致内源性Ca2+释放，使卵泡质膜内的Ca2+浓度升高，引起精卵质膜融合。未受精的卵细胞膜上包含有整合素/融合分子，可以识别精子上的纤联蛋白（fibronectin）、层联蛋白（laminin）及胶原蛋白（collagen）等，很多精子相关表面蛋白涉及与卵子的融合过程。
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