Sterylizacja polega na ubezpłodnieniu zwierząt. Może być przeprowadzona farmakologicznie (przez podawanie środków hormonalnych) lub chirurgicznie (przez podwiązanie albo przecięcie nasieniowodów lub jajowodów, przez całkowite usunięcie macicy i przydatków w przypadku samic, bądź jąder w przypadku samców).

Sterylizacja farmokologiczna jest bardzo niebezpieczna dla zwierząt, niesie za sobą zwiększenie ryzyka wystąpienia ropomacicza, guzów sutków i narządów rozrodczych.

Sterylizacja chirurgiczna całkowicie niweluje wystąpienie, groźnego dla zdrowia zwierzęcia, ropomacicza, a wcześnie przeprowadzona zmniejsza ryzyko wystąpienia guzów sutków. U samców zabieg ten ogranicza ryzyko wystąpienia raka jąder i prostaty.

Sterylizacja samic wykonywana jest, jak każdy inny zabieg chirurgiczny pod pełną narkozą, po otworzeniu jamy brzusznej usuwa się macicę, jajowody oraz jajniki. Następnie powłoki jamy brzusznej zszywa się i zakłada się odpowiedni kubrak pooperacyjny lub kołnierz, co ma zapobiec rozlizywaniu rany przez zwierzaka.

Kastracja samców jest znacznie prostszym zabiegiem, ponieważ worek moszonowy z jądrami znajduje się na zewnątrz ciała. Podczas zabiegu chirurg przecina worek mosznocy, podwiązuje nasieniowody i wycina jądra, następnie spowrotem zszywa mosznę.

Zaleca się, by samce kotów kastrowane były w wieku 6-8 miesięcy, a psów 7-12 miesięcy. Kotki  i suki powinno sterylizować się jeszcze przed pierwszą cieczką, czy rują.

Należy pamiętać, że przed zabiegiem sterylizacji chirurgicznej trzeba przeprowadzić szereg badań dla czworonoga, by zniwelować do minimum zagrożenia związane z narkozą.