В папоротников из споры развивается заросток - половое поколение (гаметофит) и образуются половые органы: антеридии и архегонии. Размеры заростка от нескольких мм до нескольких см, имеющие вид сплошных или рассеченных пластинок.
Яйцеклетки и сперматозоиды на одном заростку созревают в разное время, поэтому оплодотворение перекрестное. Оплодотворение происходит обычно в водной среде - во время росы или дождя образуется диплоидная зигота, которая дает начало зародышу, что прорастает в новое растение неполового поколения.
Антеридии папоротника микроскопические, по форме мешковидные, с однослойной стенкой. Внутри каждого антеридиях развиваются сперматозоиды, имеют жгутики.
Архегонии, как и в других споровых растений, колбоподибнои строения и тоже с однослойной стенкой. Расширенная часть архегония - брюшко, углубленное в ткань заростка, а суженная его часть - шейка более или менее высовывается наружу. В брюшке находится яйцеклетка с большим ядром и брюшная канальцевая клетка, шейка вмещает несколько шеечных канальцевых клеток. С созреванием архегония шейка раскрывается, канальцы клетки ослизняются, образована слизистая вещество выходит в воду и химически действует на сперматозоиды, вышедшие из антеридиях. Движение сперматозоидов в архегонии и проникновения их к животику, где находится яйцеклетка, подчиняется законам хемотаксиса. С проникших сперматозоидов лишь один сливается с яйцеклеткой, оплодотворяя ее, а остальные погибают. Оплодотворенная яйцеклетка покрывается оболочкой и делится митотически. Процесс разделения и развитие зиготы происходит весьма интенсивно, и вскоре возникают все части зародыша, присущие папоротника: корень, первичный листок, стебель и ножка, которой зародыш прикрепляется к заростка. Первые листки зачастую не схожи с листьями взрослого папоротника, но впоследствии это различие исчезает. Молодой зародыш вначале развивается за счет запасов питательных веществ, находящихся в заростку (гаметофит), но через некоторое время он разрушается и отмирает. В это время молодое растение полностью переходит к самостоятельному питанию.