在受精前精子顶体发生的一系列变化称为顶体反应。在大多数海生无脊椎动物中，顶体反应包括2个事件：顶体膜与精子质膜发生融合及形成顶体突起;哺乳动物的精子在发生顶体反应时，顶体帽部分的质膜与顶体外膜在多处发生融合，使顶体内物质从融合处释放出来。
精子获能后，与卵膜或卵表面相接触，顶体开始产生的一系列改变。顶体是覆盖于精子头部细胞核前方、介于核与质膜间的囊状细胞器。顶体内的结合素(卵结合蛋白，bindin)可识别特异的糖基序列，以保证精子与卵的种特异性结合。顶体中含有顶体酶系统，它是一个复合酶系。包括：透明质酸酶，主要作用是溶解卵丘细胞间透明质酸，使卵丘细胞分散，精子得以通过这些细胞间隙;放射冠分散酶，能使放射冠的细胞松解;顶体素(精子头粒蛋白，acrosin)以酶原形式存在于顶体内，称前顶体素，只有经过顶体反应才激活形成顶体素，它具有溶解卵透明带作用;芳基硫酸脂酶有溶解卵黄膜的作用。此外还含有脂酶、唾液酸苷酶等。顶体反应是受精的先决条件。包括顶体外膜与精子质膜在许多位点的融合，并形成许多小囊泡状结构，最后顶体外膜破裂，顶体内各种酶的释放和顶体内膜的暴露。自附睾排出的精子进入雌性生殖道后，经过获能和完成顶体反应才能和卵结合。一般认为，卵丘细胞和透明带是诱发产生顶体反应的主要因素。体外培养条件下，Ca2+、K+及高蛋白培养液能诱发及促进顶体反应。
受精作用的反应之一，受钙离子的调节。反应过程较长，包括顶体受体的激活、顶体膜与精细胞质膜融合、顶体中水解酶的释放、卵细胞外被(透明带)的水解等，最终导致精细胞质膜与卵细胞质膜的融合。