木瓜在自然情况下虽也能自行或借助蜂、蝇授粉受精而结果，甚至能单性结果，但进行人工辅助授粉，能提高坐果率，促进果实发育，增加果实重量和果身丰满，还能获得较多的、大小均匀的种子。木瓜人工辅助授粉操作简单，效果良好，是优质、丰产、高效栽培的另一重要措施。
木瓜人工辅助授粉的父本（花粉）仅能取自两性株的两性花；接受花粉的母本可雌花或两性花。
对木瓜进行人工辅助授粉应于晴天上午进行，雨天通常没有花药裂开、散出花粉。同时气温低时木瓜不开花，无法进行人工辅助授粉。
木瓜人工辅助授粉首先要采集花粉。在上午10时前，选该品种健壮植株上当天开放的两性花，用镊子轻轻地取下其上的花药，放于干净的玻璃器皿或其他容器中，切勿伤及子房。然后用毛笔将花药上已裂开散出的花粉，轻轻地粘在刚开放的雌花或两性花的柱头上，辅助授粉即告完毕。若是大田生产，授粉后无需套袋；若专作留种用，授粉后要套袋，防止其他品种或本品种雄性株的花粉再次授粉。木瓜在授粉后3~5天，柱头干黄即可去袋，使幼果接受阳光正常发育。