Крупному рогатому скоту присущ влагалищный тип естественного осеменения. У коровы влагалище объемистое, узкое в каудальной части и баллоно-образно расширенное в краниальной. Шейка матки выдается во влагалище в виде розетки и представляет собой толстостенную гладкомышечную трубку (с кольцевыми и продольными слоями мышечных волокон), с узким каналом, снабженным поперечными складками, выступами и карманами, выстланными цилиндрическим эпителием, обильно выделяющим слизистую секрецию. Половой член вводится во влагалище одним толчком. При сжатии его мускулатурой каудальной части влагалища происходит эякуляция обычно в виде одного быстрого выброса в начале обратного движения члена.

Сперма выделяется не в шейку матки, а в краниальную часть влагалища. Значительная ее часть разбрасывается по длине влагалища при движении члена. Иногда эякуляция заканчивается вне влагалища.

У быка небольшой объем эякулята, обычно около 4 - 5 мл (максимально до 15 мл), а у молодых быков 1 - 3 мл. Концентрация сперматозоидов в эякуляте быка значительна — в среднем около 1 млрд. в 1 мл (минимально допустимая 0,8 млрд., максимальная 2 - 2,5-млрд.). Секрет пузырьковидных желез быка, поставляющий большую часть объема эякулята, содержит значительные количества углеводов (фруктозы около 0,5%) и лимонной кислоты (0,7%), что имеет большое значение для подвижности сперматозоидов после эякуляции.

Во влагалище коровы неблагоприятны для сперматозоидов щелочная среда (рН 7,4 - 7,6), а также наличие антител и микробных загрязнений. Обычно уже спустя 3 - 4 ч после эякуляции во влагалище они погибают. Из 4 - 5 млрд. сперматозоидов, выделяемых во влагалище, только около 100 млн. проникают в канал шейки матки, из них 10 - 20% попадает в матку, еще меньшее число, по-видимому, несколько тысяч, накапливается в яйцеводах и только несколько десятков сперматозоидов доходят до яйцеклетки. А завершает процесс оплодотворения всего один.

Сперматозоиды сохраняются в половом тракте коровы недолго, обычно не более 48 ч. В течение этого срока сперматозоиды, находясь при температуре тела, быстро стареют и становятся неполноценными, в результате чего часто получаются случаи неполноценного развития и смертности эмбрионов. Поэтому сперма должна быть введена в половой тракт коровы незадолго до овуляции, желательно не более чем за 12 ч.

На этих биологических предпосылках основан метод искусственного осеменения коров: при введении спермы не во влагалище, а в канал шейки матки (цервикальный метод) можно ограничиться небольшим числом сперматозоидов, которое проникло бы туда и в результате естественного осеменения. Установлено, что для нормального оплодотворения достаточно ввести в цервикальный канал около 3 - 5 млн. спермиев с поступательными движениями (около 0,1% части эякулята — 3 - 5 млрд.). На практике обычно вводят 10 - 20 млн. подвижных сперматозоидов в тех случаях, когда удается ввести сперму в краниальную (глубокую) часть канала шейки матки (на 7 - 8 см). Если же сперму вводят в каудальную часть канала шейки матки (на 1 - 2 см), тотребуется в несколько раз больше (около 100 млн.) подвижных сперматозоидов.