雌雄同株植物中，雄蕊發育不正常，不能產生有功能的花粉，但它的雌蕊發育正常，能接受正常花粉而受精結實，并能將雄性不育性遺傳給后代的植物品系。雄性不育一般可分為3種類型。（1）細胞質雄性不育型，簡稱質不育型，表現為細胞質遺傳。通常以單一的細胞質基因S和N分別代表雄性不育和雄性可育。用可育株花粉給雄性不育株雌蕊授粉，能正常結實，但F1植株仍表現為雄性不育的母體性狀，因而不能自交產生F2，農業生產上不能利用。（2）細胞核雄性不育型，簡稱核不育型，表現為細胞核遺傳，雄性不育性大多為一對隱性基因（msms）所控制，正常可育性為相對的顯性基因（MsMs）所控制。雄性不育株與正常株雜交，F1植株為雄性可育（MsMs）；F1自交產生的F2，可育株與不育株之比為3∶1，難以用普通方法保持雄性不育系，在農業生產上也不可能廣泛利用。（3）核-質互作不育型，表現為核-質互作遺傳。不但需要細胞質有不育基因S，而且需要細胞核里有純合的不育基因（rfrf），二者同時存在，方能使植株表現為雄性不育。如胞質基因為可育N，則不論核基因是可育（RfRf）還是不育（rfrf），都表現為雄性可育。同樣，如核里具有可育基因（RfRf）或（Rfrf），則不論胞質基因是可育N還是不育S，也都表現為雄性可育。這種由核-質互作形成的雄性不育系，其遺傳組成為S（rfrf），不能產生正常的花粉，但可作為雜交母本。由于能找到保持系N（rfrf）［用它與不育系雜交，所產生的F1仍能保持雄性不育，即：S（rfrf）（♀）×N（rfrf）（♀）→S（rfrf）（F1）（不育）］并能接受恢復系S（RfRf）或N（RfRf）［用它們與不育系雜交，所產生的F1都是可育的，即：S（rfrf）（♀）×S（RfRf）→S（Rfrf）（F1）（可育），或S（rfrf）（♀）×N（RfRf）→S（Rfrf）（F1）（可育）］的花粉，使F1恢復為雄性可育，F1植株自交產生F2，所以在農業生產上可以廣泛應用。雄性不育系可以免除人工去雄，節約人力，降低種子成本，還可保證種子的純度。目前水稻、玉米、高粱、洋蔥、蓖麻、甜菜和油菜等作物已經利用雄性不育系進行雜交種子的生產；對其他作物的雄性不育系，也正在進行廣泛的研究。