Atès que els éssers vius moren, cal que es reprodueixin per garantir la supervivència de l’espècie. Constitueix un fenomen generalitzat que es manifesta a diversos nivells. En el nivell molecular, es tradueix en la duplicació d’una molècula química —l’ADN—, que conté la informació necessària per a bastir una cèl·lula o un organisme amb les característiques fonamentals del progenitor o progenitors ( duplicació de l’ADN). En el nivell cel·lular, és relacionada amb el creixement de la cèl·lula, que és limitat, car la relació entre la superfície i el volum minva en créixer la cèl·lula i no pot ultrapassar un valor crític per sota del qual la nutrició cel·lular es veuria insuficientment atesa. Així, quan assoleix una grandària concreta comença el procés de divisió cel·lular. En els organismes unicel·lulars la capacitat de reproducció d’una cèl·lula representa la producció d’un nou individu.
En el nivell d'organisme pluricel·lular apareix la sexualitat, que en aquesta extensió és una innovació respecte als nivells inferiors, en què en determinades condicions certs organismes unicel·lulars desenvolupaven ocasionalment un cert tipus de bescanvi de segments cromosòmics. En el nivell d’organisme pluricel·lular, la diferenciació sexual i la fecundació per dos gàmetes, que originen cadascun un sexe, és la forma més usual de reproducció. La reproducció sexual comporta una diversificació, car l’organisme que en resulta és semblant a cadascun dels progenitors, bé que no és idèntic a cap d’ells pel fet que és portador d’una barreja dels caràcters d’ambdós progenitors. Aquesta font de diversificació —car tampoc els germans no solen ésser idèntics entre ells— té un valor adaptatiu. Cal remarcar que la reproducció sexual en el nivell d’organisme pluricel·lular és només possible quan s’ha atès un cert grau de desenvolupament i maduresa biològica dels individus, llevat dels casos en què hi ha adaptacions evolutives particulars (neotènia). Bé que la reproducció sexual és característica d’una evolució avançada, molts organismes pluricel·lulars no han perdut la asexual —i àdhuc es presenten alternades l’una amb l’altra—, com les criptògames i alguns metazous. Entre les modalitats de reproducció asexual cal esmentar la gemmació, per la qual una protuberància pluricel·lular sorgida d’un individu n'origina un de nou, el qual, en el cas que no es desprengui, contribueix a formar una colònia; l'esquizogènesi, en què per escissiparitat se separa una part asexuada del cos del progenitor i es regenera un individu complet; l'esporoparitat, que s’esdevé quan les espores alliberades donen lloc a individus que, en el cas de l'alternança de generacions, són haploides i desenvolupen òrgans sexuals formadors de gàmetes —en certs organismes unicel·lulars, l’esporulació representa una alternativa de resistència a unes condicions del medi passatgerament desfavorables—; i la partenogènesi, per la qual una femella desenvolupa un ou sense ésser prèviament fecundat, i en molts casos en resulta un individu viable (afídids, rotífers), mentre que en uns altres es dóna només ocasionalment amb una freqüència més o menys baixa, i sovint amb un resultat insegur.
La reproducció animal
Quant a la reproducció dels animals, n'hi ha que només es reprodueixen per via sexual, mentre que n'hi ha d’altres que l’alternen amb la asexual, puix la reproducció asexual no es pot mantenir successivament durant moltes generacions, car condueix a la degeneració de l’espècie. La reproducció sexual predomina en els animals pertanyents a embrancaments superiors, mentre que en els animals inferiors (protozous, porífers, cnidaris, ctenòfors, turbel·laris, alguns poliquets, nemertins i foronidis, i en la formació de les colònies de briozous i endoproctes) alternen les dues reproduccions, i àdhuc en alguns predomina la reproducció asexual. La reproducció sexual pot adoptar a vegades la modalitat de partenogènesi. L’aparell reproductor, específic per a la reproducció sexual, consta de les gònades, on es produeixen els òvuls i els espermatozoides segons que siguin ovaris o testicles, uns conductes, oviductes o espermatiductes, pels quals són conduïts els gàmetes, i, en els animals de fecundació interna, uns òrgans copuladors masculins que permeten d’introduir els gàmetes masculins dins l’aparell reproductor femení. A més, tant l’aparell reproductor masculí com el femení poden presentar estructures molt diverses, segons les modalitats de fecundació i el tipus de desenvolupament embrionari. Així, en els animals de fecundació interna, hi ha unes glàndules annexes a l’espermatiducte, anomenades vesícules seminals, que segreguen un líquid, l'esperma o semen, que permet de transportar els espermatozoides fins on es troba l’òvul, alhora que els proporciona humitat i substàncies nutritives. En els mamífers hi ha, a més, unes altres glàndules, com la pròstata i les glàndules de Cowper. L’erecció del penis o òrgan copulador és deguda a l’existència d’òrgans diversos, com els cossos cavernosos dels mamífers que s’omplen de sang, o bé d’un os penis, propi dels rosegadors, dels carnívors, dels quiròpters, dels insectívors i d’alguns primats. Molts animals de fecundació interna no tenen pròpiament òrgans copuladors i per això han d’evaginar la cloaca i introduir-la dins la cloaca femenina. Tant en els de fecundació interna com en els d’externa hi pot haver estructures accessòries destinades a excitar la femella i provocar-li l’ovulació, com és el cas dels dardells dels gastròpodes, dels esperons plantars dels amfibis anurs, etc.
En els animals amb desenvolupament embrionari dins l’aparell reproductor femení —animals vivípars—, hi ha d’haver un òrgan, úter o matriu, que allotgi l’embrió, i una estructura anomenada placenta, a través de la qual es produeixi l’intercanvi de substàncies entre la mare i l’embrió; en els animals ovípars i ovovivípars, els oviductes presenten en llur trajecte unes glàndules en què es produeix el vitel, reserva nutritiva que assegura el nodriment de l’embrió durant el seu desenvolupament. A més hi ha unes glàndules, anomenades calcàries, que proporcionen un embolcall o closca a l’embrió i al vitel, molt ben desenvolupades en els animals terrestres, car el perill de deshidratació és molt gran. La reproducció de gàmetes per part de les gònades és controlada per factors hormonals i pot obeir al desencadenament de determinats factors externs o bé a ritmes interns de cronicitat exacta. Les hormones sexuals també desencadenen l’instint sexual, i l’època en què aquest es manifesta és l’època de zel. La unió dels gàmetes rep el nom de fecundació, i pot succeir que en algunes espècies d’embrancaments inferiors, els gàmetes que s’uneixen són tots dos iguals i mòbils, per la qual cosa no hi ha sexe (isogàmia).
La major part d’espècies presenten anisogàmia, és a dir, dos tipus diferents de gàmetes, produïts en gònades distintes (ovaris i testicles). Els dos tipus de gònades poden trobar-se en un mateix individu, i aleshores hom diu que en l’espècie hi ha hermafroditisme, o bé en individus diferents, i aleshores hom parla d'unisexualisme. Els animals hermafrodites no poden autofecundar-se, puix que els dos tipus de gònades maduren en èpoques diferents de la vida de l’animal, i així hi ha animals proteràndrics, quan madura en primer lloc la gònada masculina, i proterogins, quan ho fa la femenina. Dins els animals unisexuals, n'hi ha de dimorfs, que són aquells en què els dos sexes presenten característiques externes (color, olor, cant, taques, òrgans especials, etc) que en permeten la identificació per part de l’individu de l’altre sexe, i sense dimorfisme, en els quals, com passa en les esponges, els dos sexes són iguals externament. Evidentment, quan un animal no presenta dimorfisme la unió dels gàmetes resulta més problemàtica quant al nombre de descendents i depèn de les possibilitats de defensa que tingui un animal. Si està ben protegit, tindrà moltes possibilitats de supervivència i, per tant, la seva fertilitat és escassa, però les cries estan ben protegides. Per contra, quan l’animal està poc protegit i per tant amb poques possibilitats de supervivència, la seva fertilitat és molt gran i, a més, ateny la maduresa sexual molt abans que els altres.
Després de la fecundació té lloc el desenvolupament embrionari, que pot ésser ovípar, ovovivípar i vivípar, segons el lloc on s’esdevé i segons la forma de nutrició de l’embrió. Alguns animals ovípars amb molt poca quantitat de vitels al voltant de l’embrió surten de l’ou en estat larval i han de sofrir un procés de metamorfosi en el qual atenyen definitivament l’estat adult. Les modalitats que adopta la reproducció en cadascun dels embrancaments animals varien molt d’un embrancament o classe a un altre. En els protozous es troben tots els tipus possibles de reproducció asexual: per divisió, per espores i per gemmació. També hi ha processos de reproducció sexual típica a través de gàmetes o bé mitjançant l’intercanvi d’una part del material cromosòmic, com en la conjugació dels aliats. En els porífers hi ha reproducció asexual per gemmació, que dóna lloc a colònies, i reproducció sexual típica amb anisogàmia, fecundació interna i desenvolupament a partir d’una larva ciliada i mòbil que neda lliurement i que al cap d’un cert temps perd els cilis i cau al fons, on es fixa i forma una nova esponja.
En els cnidaris es donen les dues formes de reproducció, la asexual i la sexual. En les espècies que només presenten forma pòlip, la reproducció asexual és per gemmació i la reproducció sexual és normal, amb anisogàmia, unisexualisme i fecundació generalment interna. En les espècies amb formes pòlip i medusa, la medusa es reprodueix sexualment, amb anisogàmia i fecundació externa, i dóna lloc a pòlips que per via asexual originen meduses. En els anèl·lids poliquets la reproducció és generalment sexual, però n'hi ha amb reproducció asexual per divisió de l’animal. Els oligoquets i els hirudinis tenen només reproducció sexual, els primers hermafrodites i els altres unisexuals, ambdós amb fecundació interna i desenvolupament directe, al revés dels poliquets, que ho fan a través d’una larva lliure anomenada trocòfora. En els platihelmints turbel·laris hi pot haver reproducció asexual, per escissió, o bé sexual, amb hermafroditisme, fecundació interna i desenvolupament directe. En els trematodes i cestodes la reproducció és només sexual, amb hermafroditisme, fecundació interna i desenvolupament directe, i amb cicles biològics, sovint molt complicats, que es desenvolupen en diferents hostes. Els acantocèfals tenen només reproducció sexual i són hermafrodites, amb fecundació interna i cicle biològic complex. Els nemertins tenen reproducció asexual, per divisió, o sexual, generalment amb sexes separats, fecundació externa i desenvolupament a través d’una larva lliure. En els rotífers, gasteròtrics, cinorrincs i nematohelmints la reproducció és sempre unisexual i amb fecundació interna i desenvolupament directe. En els rotífers, a més, hi ha fenòmens de partenogènesi. Els sipunculoïdeus i els equinoïdeus tenen reproducció unisexual, fecundació externa i desenvolupament indirecte per una larva trocòfora. Dins els lofoforats, els braquiòpodes són unisexuals amb fecundació externa i larva trocòfora; els briozous són hermafrodites amb fecundació interna i larva trocòfora, bé que també poden presentar reproducció asexual per gemmació que origina colònies; els foronidis són unisexuals o hermafrodites, amb fecundació interna o externa i larva trocòfora, i també poden reproduir-se per gemmació i formar colònies, i els endoproctes són unisexuals o hermafrodites amb fecundació interna, ovípars i larva trocòfora, bé que també originen colònies per gemmació. El grup dels quetognats presenta hermafroditisme, fecundació interna, oviparisme i desenvolupament indirecte. El grup dels priapuloïdeus presenta unisexualisme, fecundació externa i desenvolupament indirecte. Dins els mol·luscs, on sempre hi ha reproducció sexual, els aplacòfors són unisexuals o hermafrodites, amb fecundació interna, ovípars i amb desenvolupament per larva trocòfora; els poliplacòfors presenten característiques semblants, però la fecundació és externa; els monoplacòfors presenten característiques idèntiques a les dels poliplacòfors; els gastròpodes són unisexuals o hermafrodites, la fecundació és interna, són ovípars i el desenvolupament és directe en els terrestres i indirecte en els marins, amb una larva velíger; els lamel·libranquis són unisexuals o hermafrodites, amb fecundació externa i larva velíger; els cefalòpodes són unisexuals, amb fecundació interna, ovípars i amb desenvolupament directe, i els escafòpodes són unisexuals, amb fecundació externa i desenvolupament amb larva velíger. En els artròpodes predomina l’unisexualisme, i en alguns grups d’insectes i crustacis, la partenogènesi. Gairebé tots són ovípars —també es donen casos d’ovoviviparisme—, la fecundació és gairebé sempre interna, excepte en alguns casos de crustacis, i el desenvolupament és indirecte en els crustacis —mitjançant larves del tipus naupli— i en diversos insectes i directe en els altres. Els equinoderms es reprodueixen sexualment, amb sexes separats, fecundació externa i desenvolupament indirecte, per larves específiques. Els estomocordats són unisexuals, llevat d’algunes espècies de pterobranquis, la fecundació és externa, excepte en els pogonòfors, i el desenvolupament és indirecte, excepte en els pterobranquis. A més, els pterobranquis poden formar colònies per gemmació. Els tardígrads i els onicòfors són unisexuals, amb fecundació interna i desenvolupament directe, però mentre els tardígrads són ovípars, els onicòfors també poden ésser ovovivípars i vivípars. Finalment, dins els cordats, fora del grup dels urocordats (on encara hi ha reproducció asexual per gemmació, que origina colònies), el tipus de reproducció únic és el sexual. Llevat d’unes quantes espècies de peixos que són hermafrodites, la resta són unisexuals. La fecundació és generalment externa en peixos i amfibis anurs, i interna, amb còpula o sense, en amfibis àpodes i urodels, rèptils, ocells i mamífers. La majoria de peixos, tots els amfibis anurs, la immensa majoria d’urodels, tots els ocells i gairebé tots els rèptils i monotremes són ovípars. Hi ha ovoviviparisme en alguns peixos i ofidis, mentre que molts taurons, alguns urodels i tots els mamífers, llevat dels monotremes, són vivípars.