El tipo de polinización en las Orquídeas es zoofíla y con más precisión entomófila, por lo que los principales agentes de transporte del polen son los insectos.

Los sistemas de polinización podemos agruparlos en 6 tipos de procesos:

1.- Orquídeas que simulan poseer néctar:

La muchas Orquídeas poseen un espolón, cada especie de un tamaño y color específico, sin embargo, casi ninguna de las especies con espolón aportan néctar!?. No obstante, los insectos reconocen en estas estructuras una fuente de alimento, ya que en las flores de otros tipos de plantas si aportan néctar. Por lo tanto estas orquídeas engañarán a insectos como abejas, abejorros y otros tipos de himnópteros. Sin embargo, a pesar de esta estrategia, el insecto es engañado temporalmente, por lo que tras visitar 2 ó 3 flores acaba abandonando la planta. Por ello no es difícil encontrar plantas en las que sólo poseen 2 o 3 ovarios fecundados. Otras formas de reforzar el engaño es mediante la emisión de aromas y el colorido de los labelos (rojos, blancos, rosas, violetas y cualquier combinación entre estos colores) y los centros de color o manchas y líneas que convergen hacia la entrada del espolón, que se han interpretado recientemente como marcas de guías de néctar.

La polinización se produce cuando el insecto en su ansia por alcanzar el supuesto néctar contenido en la espolón, roza los retináculos, que son dos pequeñas bolsitas que están compuestas de una sustancia pegajosa, de forma que a los pocos segundos quedan adheridos los polinios a la cabeza del insecto, los cuales serán transportados, junto con el polen que contienen, a otras plantas cerrando el ciclo de polinización.

Orquídeas típicas de este proceso son las que pertenecen al género Orchis y Dactylorhyza.

2.- Orquídeas que poseen néctar:

Cuando las plantas poseen néctar, aunqque son las menos, el insecto permanecerá durante varios minutos y por lo tanto la posibilidad de fecundar flores de la misma espiga es mucho mayor que en el caso anterior.

Son muy pocas las orquídeas que aportan néctar: Aceras anthropophorum y Anacamptis pyramidalis.

3.- Orquídeas que simulan poseer polen:

Este caso se produce en orquídeas del género Cephalanthera, en las que en el labelo se simulan estambres de color amarillo anaranjado. Por ello hay insectos que intentan recolectar este polen, e incluso llegan a rascar la superficie del labelo. El insecto reconoce el engaño pronto, visitando sólo una o dos flores. El resto del proceso de polinización es similar a los casos anteriores.

4.- Orquídeas que imitan nidos de abejas:

Existen orquídeas altamente especializadas en imitar nidos de abejas. Estas plantas presentan flores de forma tubular, en el caso del género Serapias los sépalos están soldados junto al labelo, parte del cual cuelga, como una lengua. La Orchis papilonacea es una orquídea que además de simular poseer néctar, su labelo se adapta para formar nidos de abejas, no es por lo tanto raro que esta orquídea sea la de mayor presencia en el paraje de Fatimbuyar. Se da la circustancia de que en el interior de estas flores, a primera hora del día, la temperatura sea de 2 ó 3 ºC mayor que en el exterior. También se ha observado tras la descarga alguna tormenta, la frecuente ocupación de la O. papilonácea, por diversos himnópteros.

5.- Orquídeas que imitan insectos:

Hay algunas especies de orquídeas que no producen néctar y además carecen de espolón. ¿Cómo consiguen entonces atraer a los insectos para que las polinicen? Quizás estemos ante uno de los mecanismos naturales más extraordinarios y evolucionados del Reino Vegetal. En este caso se conjugan varios factores a tener en cuenta:

- En la mayoría de los casos las flores emiten olores similares a los que producen las glándulas mandibulares de los insectos hembras.
- Los insectos machos aparecen unas pocas semanas antes de que lo hagan las hembras.
- El labelo de la flor tiende a imitar el dorso o abdomen de ciertos insectos, normalmente avispas y abejas. Este labelo suele tener un ápice de color carnoso, una zona central más o menos brillante y vistosamente coloreado y por último la pilosidad del propio labelo estimula al insecto para que intente copular.

Así que es el conjunto, de estas características, el que contribuye de forma decisiva a engañar (una vez más) al insecto. Estos machos tienden a permanecer durante largo tiempo sobre el labelo de las flores, durante esta “danza copulativa” el insecto rozará los retináculos, quedando los polinios adheridos a su cuerpo mediante una sustancia pegajosa. Dependiendo del tipo de insecto, estos polinios pueden quedar adheridos en el abdomen o en la cabeza del macho. Como el insecto va a realizar repetidas visitas en distintas flores y plantas, es fácil que restos de polen queden en la zona estigmática de cada una de las flores que visitan. El género de orquídeas que mejor desarrollan este mecanismo de polinización es el género Ophrys.

6.- Autogamia y Cleistogamia:

Existen algunas especies de orquídeas, que cuando la flor no ha sido polinizada por un inseccto y justo antes de marchitarse, recurren a la "autopolinización". Este es un mecanismo por el cual parte del polen presente en una flor puede llegar a entrar en contacto con la zona estigmática, de manera que una flor es capaz de fecundardse a sí misma. Este mecnismo es muy frecuente en la especi: Ophrys apifera.

A veces el proceso de "autopolinización", puede producirse sin que tan siquiera la flor llegue a "abrirse", en este caso estaremos hablando de un proceso de Cleistogamia. Una especie típica sería, por ejemplo, Neotinea maculata.