Для хребетних характерним є статеве розмноження. Головними процесами, пов’язаними з розмноженням, є гаметогенез, запліднення та розвиток ембріону, який завершується появою нової особини даного виду.
Гаметогенез у різних видів хребетних має набагато більше спільних рис, ніж особливостей. Мейотичний поділ відбувається за єдиною, добре відомою схемою. Для різних видів хребетних характерними є особливості будови гамет (як сперматозоїдів, так і яйцеклітин) та стадія, на якій відбувається блок мейозу в овогенезі. Так, у собак, лисиць, коней при овогенезі мейоз припиняється на стадії профази; в такому стані яйцеклітина залишається аж до моменту запліднення після овуляції. У більшості хребетних цей блок має місце на стадії метафази II.
Значні відміни спостерігаються і в процесі запліднення. Види, що розмножуються у водному середовищі, як правило, характеризуються зовнішнім заплідненням, а види, що розмножуються на суші – внутрішнім. Розвиток ембріону у різних видів хребетних відбувається трьома основними шляхами: повністю в зовнішньому середовищі (риби), частково в тілі самки і частково в середовищі (види, що відкладають яйця), та повністю в тілі самки (види, що народжують живих малят, наприклад, ссавці).
Безстатеве розмноження, або агамогенез - форма розмноження, при якій організм відтворює себе самостійно, без участі іншої особини. Слід відрізняти безстатеве розмноження від одностатевого розмноження (партеногенезу), який є особливою формою статевого розмноження. Характерне для Личинкохордових, яке відбувається з утворення на черевній стороні тіла - столона. На ньому розвиваються бруньки, де й виникають усі органи асцидій.
