西瓜授粉首先要选好坐瓜的节位，保护地栽培的西瓜，坐瓜节位可低些；春季露地栽培，坐瓜节位高些；早熟品种坐瓜节位低；晚熟品种坐瓜节位应高些。适宜的留瓜节位，因品种和气候条件而定。一般早熟品种在主蔓第12-15节留瓜。中晚熟品种留瓜在主蔓第20-25节，一般为第2或第3雌花。在低温、肥料不足、光照较弱、植株生长势较差的情况下，可适当推迟留瓜。
西瓜授粉一般有两种方法：
一是花对花法，授粉时，轻轻托起雌花花柄，使其露出柱头，然后选择当日开放的雄花，连同花柄摘下，将花瓣外翻，露出雄蕊，将花粉在坐瓜节位雌花的柱头上轻轻涂抹，使花粉均匀地散落在柱头上，1朵雄花可授2-4朵雌花。
二是毛笔蘸粉法，摘下当天开放的雄花，将花粉集中到干净的器皿中混合，用软毛笔或小毛刷蘸取花粉，对准雌花的柱头，轻轻涂抹几下，待柱头有明显的黄色花粉即可。
若西瓜开花期间阴雨天气多，影响正常的传粉，可于雨前提前1天将雌花和雄花戴纸帽或小塑料袋防雨，授粉时取袋进行，授粉后雌花仍戴帽防护，3天后取下。开花授粉时遇有阵雨，雨后2小时进行授粉。授粉应于3小时内完成，授粉后3小时内无雨，则能正常管理；3小时内有小雨，应补授1次。
授粉后要在授粉瓜节位挂上不同颜色的纸牌作标记。确认已经授粉，防止重复授粉，而且便于确定西瓜的成熟期，做到适时采收。
授粉后次日下午，如果雌花果柄弯曲下垂生长，子房前端开始触地，表明授粉成功。如果雌花果柄仍然向上或仍然向前伸，表明未授上粉。此时清理该植株上标记牌，重新选择雌花授粉。