核桃是风媒花，花粉粒中等大小，直径约43.2微米×54.6微米，可随风飘翔。据欧美文献记载，一些核桃品种的花粉飞翔力很强，距树体160米处还能收集到花粉。
河北农业大学的观察表明，核桃花粉的飞散量及飞散距离与风速有关，在一定距离内，随风速增大飞散量增加；在一定风速下，花粉飞散量又随距离增加而减少。在无授粉树或距授粉树超过100米时，则应辅以人工授粉。
核桃人工授粉，应注意保持花粉的活力。在自然状态下，核桃花粉的寿命只有2～3天；在室温条件下可保持3～5天。核桃花粉不耐低温和干燥，最适宜的保存温度为3℃，可保存30天以上。相对湿度越大，花粉生活力下降越缓慢，故不宜在干燥条件下贮藏。铁核桃花粉在4℃恒温下贮藏45天，仍有1.5%花粉发芽。
核桃雌花系单胚珠，花粉萌发后只有极少数花粉管到达胚珠，过量的花粉既非必需，又易引起柱头失水，不利于花粉萌发。
落到柱头上的花粉，一般只有几粒萌发。萌发的花粉管在柱头表面伸长中遇到乳突细胞的胞间隙即穿入其中，并沿细胞的胞间隙下伸，直达子房室的顶部，伸入子房腔，沿珠被的外表皮下伸到幼嫩隔膜顶端，再穿入隔膜长至合点区，此时方向改变为向上生长，穿过珠心到达胚囊。
研究表明，雌蕊中钙的分布状况是诱导花粉管定向生长的原因之一，营养供应和结构上的作用亦很明显，也可能尚有未弄清的向化性源。核桃花粉管由柱头到达胚囊的时间在授粉后4天左右。
核桃是双受精，即花粉管释放出两个精子，分别趋向卵和中央核而后完成受精过程。
核桃和铁核桃均具有一定的孤雌生殖能力。常有无授粉条件的孤树，每年也能结果，坚果也具有成熟的种胚。河北农业大学用异属植物花粉给核桃雌花授粉和用iaa、naa、2，4-d处理，以及套袋隔离花粉等，都获得了具有种胚的果实。
