生殖細胞的性別鑒定，可以藉由精子與著床前的胚來著手。精子的性別鑒定，可利用精子分離儀來篩選帶有Ｙ或Ｘ染色體的精子。其原理是帶有Ｘ染色體的精子所含的去氧核糖核酸（DNA）較帶Ｙ染色體的精子為多，利用能夠與精子頭部DNA結合的熒光染色劑處理后，藉由產生的熒光量高低差異而加以分離篩選。目前已應用在體外受精系統中，雖然精子分離儀的分離效率每秒可達五千只精蟲（每小時約一千八百萬只），分離的準確性亦達90％以上，然而其分離效率尚有極大的改進空間，特別是在可提升分離速度的高速噴頭方面的改良。在國外，目前精子的分離仍局限于研究測試及小規模的動物試驗階段，將來如果能改良精子分離儀的效能，進而大幅降低分析成本，在畜產動物領域將極具應用潛力。
著床前動物胚的性別鑒定方法有數種，包括：染色體圖譜分析、存在于雄性動物胚表面H-Y抗體的測定、Ｘ染色體酵素量的測定及利用Ｙ染色體特異探針進行雜交反應等。這些方法在實際應用時，卻面臨了試驗步驟繁瑣、準確性及敏感度不足、需要特殊技術及儀器設備等因素而不易實際應用。近年來，因為分子生物技術的快速進展，加上聚合酶連鎖反應技術的發明，使原本極為微量的DNA樣品，能夠在數小時的反應時間內大量的克隆，因此只要應用顯微操作技術，抽取少許的胚葉細胞進行聚合酶連鎖反應，即可快速準確地分析出胚的性別，達到控制家畜后代性別的目的。
染色體圖譜分析──染色體圖譜分析是根據雄性動物的性染色體是XY，雌性動物的性染色體則是XX。采集部分的胚葉組織，經過培養后固定有絲分裂的細胞，進行細胞核的染色體標本制備，再根據呈現的XX、XY染色體組合來判定胚的性別。
H-Y抗體的測定──H-Y抗原是雄性哺乳動物細胞膜所特有的蛋白質，雌性動物的細胞膜上沒有這種抗原。檢測胚的細胞膜上是否存在H-Y抗原，即可鑒定胚的性別。利用這種免疫學方法進行性別鑒定又可分為：
細胞毒性法──將胚培養于添加補體和H-Y抗體的培養液中，觀察胚能否存活。如果胚含有H-Y抗原，會產生免疫反應，使胚的發育受阻或發生溶解死亡，此即為雄性胚。如果不含有H-Y抗原，則胚可以持續發育，此即為雌性胚。此方法的缺點是雄性胚將受到破壞而致死，無法保留有價值的雄性胚。
間接免疫熒光法──由于上述細胞毒性法的缺點，科學家研發使用熒光染色劑來標定檢測的抗體。首先將包覆在胚外圍的透明帶去除，將胚葉細胞與H-Y抗體一起培養，然后再與熒光染色劑標記的第二抗體共同培養，最后利用熒光顯微鏡檢查熒光的產生與否。會產生熒光的胚是雄性胚，反之則為雌性胚。本法的優點是不會破壞雄性胚，也不會影響胚的存活。
Ｘ染色體酵素量的測定──Ｘ染色體酵素量的測定是雌性胚的性染色體組合為XX，較雄性胚多一個Ｘ染色體。因此測定在Ｘ染色體上特定酵素的含量差異，即可判定胚的性別。
部分的研究指出，哺乳動物胚的發育速率具有性別的差異性。利用體外培育技術生產的試管牛胚，發現在胚發育早期階段雄性胚的發育速率比雌性胚快。而體外培育的小鼠胚也發現有相同的現象。為增加母牛排卵數目先以促進卵巢排卵的激濾泡素荷爾蒙處理，進行配種授精后第七天再將這些胚沖洗出來，結果發現發育較快的胚中約有 70％是雄性胚，而發育最慢的胚中約有 70％是雌性胚。
Ｙ染色體特異探針──在哺乳動物已發現一些僅存在于Ｙ染色體上的DNA序列，例如Sry基因，是睪丸決定因子。這些DNA序列可以做為胚性別鑒定時雜交反應的探針。利用顯微操作技術抽取少許胚葉細胞，與經過標定的探針進行雜交反應，最后由有無呈現雜交訊號來判定胚的性別。