生殖细胞的性别鉴定，可以藉由精子与着床前的胚来着手。精子的性别鉴定，可利用精子分离仪来筛选带有Ｙ或Ｘ染色体的精子。其原理是带有Ｘ染色体的精子所含的去氧核糖核酸（DNA）较带Ｙ染色体的精子为多，利用能够与精子头部DNA结合的荧光染色剂处理后，藉由产生的荧光量高低差异而加以分离筛选。目前已应用在体外受精系统中，虽然精子分离仪的分离效率每秒可达五千只精虫（每小时约一千八百万只），分离的准确性亦达90％以上，然而其分离效率尚有极大的改进空间，特别是在可提升分离速度的高速喷头方面的改良。在国外，目前精子的分离仍局限于研究测试及小规模的动物试验阶段，将来如果能改良精子分离仪的效能，进而大幅降低分析成本，在畜产动物领域将极具应用潜力。
着床前动物胚的性别鉴定方法有数种，包括：染色体图谱分析、存在于雄性动物胚表面H-Y抗体的测定、Ｘ染色体酵素量的测定及利用Ｙ染色体特异探针进行杂交反应等。这些方法在实际应用时，却面临了试验步骤繁琐、准确性及敏感度不足、需要特殊技术及仪器设备等因素而不易实际应用。近年来，因为分子生物技术的快速进展，加上聚合酶连锁反应技术的发明，使原本极为微量的DNA样品，能够在数小时的反应时间内大量的克隆，因此只要应用显微操作技术，抽取少许的胚叶细胞进行聚合酶连锁反应，即可快速准确地分析出胚的性别，达到控制家畜后代性别的目的。
染色体图谱分析──染色体图谱分析是根据雄性动物的性染色体是XY，雌性动物的性染色体则是XX。采集部分的胚叶组织，经过培养后固定有丝分裂的细胞，进行细胞核的染色体标本制备，再根据呈现的XX、XY染色体组合来判定胚的性别。
H-Y抗体的测定──H-Y抗原是雄性哺乳动物细胞膜所特有的蛋白质，雌性动物的细胞膜上没有这种抗原。检测胚的细胞膜上是否存在H-Y抗原，即可鉴定胚的性别。利用这种免疫学方法进行性别鉴定又可分为：
细胞毒性法──将胚培养于添加补体和H-Y抗体的培养液中，观察胚能否存活。如果胚含有H-Y抗原，会产生免疫反应，使胚的发育受阻或发生溶解死亡，此即为雄性胚。如果不含有H-Y抗原，则胚可以持续发育，此即为雌性胚。此方法的缺点是雄性胚将受到破坏而致死，无法保留有价值的雄性胚。
间接免疫荧光法──由于上述细胞毒性法的缺点，科学家研发使用荧光染色剂来标定检测的抗体。首先将包覆在胚外围的透明带去除，将胚叶细胞与H-Y抗体一起培养，然后再与荧光染色剂标记的第二抗体共同培养，最后利用荧光显微镜检查荧光的产生与否。会产生荧光的胚是雄性胚，反之则为雌性胚。本法的优点是不会破坏雄性胚，也不会影响胚的存活。
Ｘ染色体酵素量的测定──Ｘ染色体酵素量的测定是雌性胚的性染色体组合为XX，较雄性胚多一个Ｘ染色体。因此测定在Ｘ染色体上特定酵素的含量差异，即可判定胚的性别。
部分的研究指出，哺乳动物胚的发育速率具有性别的差异性。利用体外培育技术生产的试管牛胚，发现在胚发育早期阶段雄性胚的发育速率比雌性胚快。而体外培育的小鼠胚也发现有相同的现象。为增加母牛排卵数目先以促进卵巢排卵的激滤泡素荷尔蒙处理，进行配种授精后第七天再将这些胚冲洗出来，结果发现发育较快的胚中约有 70％是雄性胚，而发育最慢的胚中约有 70％是雌性胚。
Ｙ染色体特异探针──在哺乳动物已发现一些仅存在于Ｙ染色体上的DNA序列，例如Sry基因，是睪丸决定因子。这些DNA序列可以做为胚性别鉴定时杂交反应的探针。利用显微操作技术抽取少许胚叶细胞，与经过标定的探针进行杂交反应，最后由有无呈现杂交讯号来判定胚的性别。