La competencia de esperma ocurre cuando una hembra se empareja con más de un macho antes de que ocurra la fertilización. La mujer tiene el esperma de más de un hombre dentro de su cuerpo, por lo que existe un elemento de competencia entre los espermatozoides. Cada conjunto de espermatozoides viaja hacia el óvulo de una hembra con el objetivo de fertilizarlo, y cada macho típicamente quiere que su esperma llegue primero al óvulo. El comportamiento de los espermatozoides en sí no cambia durante la competencia de los espermatozoides porque no pueden saber que están compitiendo. La competencia entre espermatozoides del mismo hombre no se considera competencia de espermatozoides en este sentido.
Los espermatozoides de ambos machos, o de todos ellos, si hay más de dos machos involucrados, compiten para alcanzar primero el óvulo de la hembra. Por lo tanto, solo el esperma más apto y físicamente más capaz tendrá éxito. Para ayudar a los espermatozoides a mejorar en la competencia para fertilizar a las hembras, los machos han desarrollado mecanismos para aumentar sus posibilidades de éxito. En general, cuanto mayor es la competencia entre los machos, o cuanto más promiscua es la hembra, más necesita la evolución para desempeñar un papel en el equipamiento del macho y su esperma para la tarea de una fertilización efectiva.
La calidad del esperma generalmente es el factor decisivo para que el esperma de un hombre gane la competencia de esperma y fertilice el óvulo de la hembra. Hay varios factores que hacen que el esperma de un hombre sea superior al de otros hombres. Entre estas cualidades están la longevidad, la velocidad y la energía.
Se han producido cambios evolutivos en los que los espermatozoides se producen al tamaño óptimo para poder nadar lo más rápido posible, dada la cantidad de energía requerida para alcanzar el óvulo de la hembra. Los hombres también han evolucionado para producir esperma en mayor número donde hay una mayor competencia de esperma. En todo el reino animal, se observan grandes testículos donde esto es así.
Como resultado de la competencia de esperma, los machos protegerán a una hembra de otros machos antes y después del apareamiento. Algunos peces, como los guppies, intentan aparearse con una hembra directamente después de que ella haya dado a luz, para asegurarse de que él se aparee primero con ella. Los machos de especies de aves, reptiles y mamíferos lucharán por el derecho a aparearse con una hembra.
Se realizan espectáculos coloridos para las mujeres donde la competencia de esperma es excelente. Un ejemplo es el colorido pavo real que muestra su abanico de plumas para impresionar más a una hembra que al macho rival. Algunos animales, como las arañas, insertan un tapón copulador en la hembra después del apareamiento, para evitar que otro macho intente aparearse.
Algunas hembras se aparearán con varios machos en poco tiempo. El caballito del diablo de alas negras es uno de esos animales. El macho de la especie tiene un pene en forma de cepillo que usa para limpiar a la hembra del esperma ya depositado dentro de ella.