La doble fecundación fue descubierta por el botánico ruso Sergey Gavrilovich Navashin, quien trabajaba en ese momento en el JardÃn botánico de la Universidad de Kiev (Ucrania) en el año 1898. En las angiospermas el gametofito femenino o saco embrionario está formado, en general, por 8 núcleos haploides distribuidos entre 7 células. La célula central del saco embrionario es la que contiene dos núcleos, los llamados núcleos polares. La célula generativa del saco embrionario es la óosfera u ovocélula. El gametofito masculino, en cambio, está formado en el momento de la polinización, por tres núcleos: un núcleo vegetativo y dos núcleos generativos. La doble fecundación es la forma tÃpica de fecundación en las angiospermas y es el proceso por el cual uno de los núcleos generativos del gametofito masculino (grano de polen) se fusiona con la oósfera para dar el cigoto (diploide), y el otro nucleo generativo se une con los núcleos polares de la célula central del saco embrionario para dar origen al núcleo triploide a partir del cual se desarrollará el endosperma. Debido a las dos fusiones de núcleos, se habla de doble fecundación. El cigoto formará el embrión luego de sucesivas divisiones mitóticas y el endosperma será el tejido nutricio encargado de soportar el crecimiento inicial del embrión. Ambos, el embrión y el endosperma, forman la semilla que dará origen a una nueva planta.
Hasta hace poco se creÃa que el fenómeno de doble fecundación era exclusivo de las angiospermas, pero recientemente se ha encontrado doble fecundación en Ephedra, una gimnosperma. Al no ser pariente cercano de las angiospermas, se ha hipotetizado que la doble fecundación apareció de modo independiente en los dos grupos.