On distingue deux grands modes de reproduction : la reproduction sexuée, qui fait intervenir deux individus parents, et la reproduction asexuée, dans laquelle l'organisme se reproduit seul.

La reproduction sexuée.

Dans la reproduction sexuée, le nouvel individu est formé à partir de deux cellules spécialisées, les cellules sexuelles, ou gamètes. Le gamète mâle (spermatozoïde) et le gamète femelle (ovule) fusionnent au cours de la fécondation. De celle-ci naît une cellule-œuf (un zygote), dont l'information génétique provient pour moitié de chaque parent. La cellule-œuf se divise un grand nombre de fois et forme un embryon, qui lui-même donnera un bébé.

À l'intérieur de ce cadre général, les variations sont nombreuses. Les gamètes peuvent être libérés dans le milieu extérieur ; c'est notamment le cas de nombreux invertébrés marins (oursins par exemple), ainsi que de nombreux poissons. Dans ce cas, les gamètes sont émis en très grande quantité, augmentant ainsi la probabilité de rencontre. C'est une fécondation externe. Chez de nombreux amphibiens, il y a accouplement du mâle et de la femelle, mais la fécondation est aussi externe : le mâle dépose son sperme (le liquide contenant les spermatozoïdes) sur les œufs que la femelle est en train de pondre. Chez les reptiles, les oiseaux et les mammifères (notamm.), la fécondation est interne : le mâle dépose ses spermatozoïdes à l'intérieur des voies génitales de la femelle au cours de l'accouplement.

La rencontre des partenaires sexuels nécessite dans de nombreux cas des moyens de communication divers, car les partenaires vivent souvent séparément en dehors de la période de reproduction. C'est le rôle des parades nuptiales (combats entre mâles, parades des mâles devant les femelles, chants dans le cas des oiseaux, « danses », mais aussi modification du pelage ou de la coloration de la peau…). Chez certaines espèces, les partenaires s'attirent par le biais de messages odorants ou lumineux (lucioles par ex.). Chez les végétaux, qui sont immobiles, ce sont les cellules reproductrices qui se déplacent pour assurer la rencontre. Les grains de pollen (qui renferment les cellules sexuelles mâles), notamm., sont transportés par le vent et vont se déposer sur le pistil des fleurs (qui renferme l'ovule).

La reproduction sexuée aboutit à la naissance d'individus tous différents (à l'exception des vrais jumeaux) : il y a en effet brassage des gènes des deux parents au cours de la fécondation et de la formation des cellules-œufs. Dans le monde végétal et animal, c'est le mode de reproduction le plus répandu.

La reproduction asexuée.

Elle se produit chez toutes les bactéries et chez les protistes (êtres vivants unicellulaires), qui se multiplient par scissiparité (simple division cellulaire). Elle existe également chez de nombreux végétaux. Beaucoup, par exemple, sont capables de produire un nouveau plant à partir d'une branche se retrouvant dans la terre ou l'eau, et sur laquelle se forment des racines. Le bouturage est une application de la reproduction asexuée. Parmi les animaux, la reproduction asexuée concerne surtout les invertébrés aquatiques. Chez les méduses ou les hydres par exemple, l'individu parent produit des « bourgeons » qui se détachent et forment ensuite de nouveaux organismes adultes (bourgeonnement). Chez de nombreux vers et certains insectes (pucerons, abeilles), on observe le phénomène de parthénogenèse (développement d'un œuf sans qu'il y ait eu fécondation).

Dans la reproduction asexuée, il n'y a pas de brassage de gènes ni de cellule-œuf : les individus produits sont génétiquement identiques à leurs parents et entre eux (ce sont des clones). Chez les plantes et les invertébrés, la reproduction asexuée est un mode qui existe à côté de la reproduction sexuée. Les protistes peuvent également, dans certaines conditions environnementales, pratiquer une forme de reproduction sexuée. Au cours de celle-ci, appelée conjugaison, les deux partenaires échangent du matériel génétique. Au cours de la conjugaison des bactéries, une bactérie donneuse injecte du matériel génétique à la bactérie receveuse.