Las mitocondrias son orgánulos fundamentales en las células eucariotas que proporcionan ATP a través de la fosforilación oxidativa. Durante este proceso, se producen especies reactivas de oxígeno (ROS), y un desequilibrio en sus concentraciones puede inducir estrés oxidativo (OS), causando daño celular. Sin embargo, las mitocondrias y las ROS también desempeñan un papel importante en la homeostasis celular a través de una variedad de otras vías de señalización no relacionadas con las tasas metabólicas, destacando la relevancia fisiológica de las interacciones mitocondria-ROS. En la reproducción, las mitocondrias siguen un patrón peculiar de activación, especialmente en los gametos, donde son relativamente inactivas durante las fases iniciales del desarrollo y se vuelven más activas hacia las etapas finales de maduración. Las razones de las tasas metabólicas más bajas se atribuyen a la ventaja evolutiva de mantener bajos los niveles de ROS, evitando así el daño celular y la apoptosis. En esta revisión, proporcionamos una visión general sobre la interacción entre el metabolismo mitocondrial y las ROS durante la gametogénesis y la embriogénesis, y cómo el OS puede influir en estos procesos fisiológicos. También presentamos los posibles efectos de los procedimientos de reproducción asistida sobre los niveles de OS, y las últimas técnicas desarrolladas para seleccionar gametos y embriones en función de su estado redox. Finalmente, evaluamos los tratamientos desarrollados para gestionar el OS en la reproducción asistida para mejorar las posibilidades de embarazo.