雌雄同体，生殖器官仅限于体前部少数体节内，结构复杂。
雌性生殖器官：有卵巢1对，很小，由许多极细的卵巢管组成，位第13体节前隔膜后侧，卵漏斗（oviduct funnel）一对，位第13体节后隔膜前侧，后接短的输卵管（oviduct）。 两输卵管在第14体节腹侧腹神经索下会合，开口于此腹中线，称雌生殖孔。
另有纳精翼（seminal receptacle）3对（P. differingens为4对，P. aspergillum和P. californica为2对）,位第7、8、9体节内。 纳精囊由坛（ampullaa）、坛管和一盲管（diverticulum）构成。
为储存精子之处。纳精囊孔开口子6／7、7／8、8/9体节之间腹面两侧。
雄性生殖器官：精巢 2对，很小，位第10及11体节内的精巢囊（seminal sac）内，精漏斗 2对，紧靠精巢下方，前端膨大，口具纤毛，后接细的输精管。 2管于第13体节内合为一条，向后伸，开口于第18体节两侧，为雄性生殖孔。
前列腺（prostate gland）一对，位雄生殖孔一侧，前列腺管开口于输精管末端，分泌粘波与精子的活动和营养有关、精巢囊与其后第11及12体节内的贮精囊（seminal vesicle）相通，贮精囊内充满营养液。
精巢产生精细胞后,先入贮精囊内发育，待形成精子，再回到精巢囊，经精漏斗由输精管输出。
蚯蚓的精子与卵不同时成熟，故生殖时为异体受精，有交配现象。 交配时两个个体的前端腹面相对，头端互朝相反方向，借生殖带分泌的粘液紧贴在一起。
各自的雄生殖孔靠近对方的纳精囊孔，以生殖孔突起将精液送入对方的纳精囊内。
交换精液后，二蚯蚓即分开。待卵成熟后，生殖带分泌粘稠物质，于生殖带外形成粘液管，排卵子其中。
当蚯蚓后退移动时，纳精囊孔移到粘液管时，即向管中排放精子。 精卵在粘液管内受精，最后蚯蚓退出粘液管，管留在土壤中，两端封闭，形成卵茧、卵在卵茧内发育。
卵茧较小，如绿豆大小，色淡褐，内含1～3个受精卵。 蚯蚓为直接发育，无幼虫期。受精卵经完全不均等卵裂，发育成有腔囊胚，以内陷法形成原肠胚。
经2一3周即孵化出小蚯蚓，破茧而出。有人报道环毛蚓有孤雌生殖。
繁殖后代蚯蚓卵蚯蚓雌雄同体，雄性生殖器官在第10、第11节的后侧，有两对精巢囊，每一个囊内有精巢和精漏斗各一个，通过隔膜上的小孔与后一对的贮精囊相连；贮精囊两对位于第11节和第12节内，精细胞在精巢中产生后，先进入贮精囊中发育，待成熟后再回到精巢囊，由精漏斗经输精管排出。
两条输精管，在13节后，两两平行，当行至第18节与前列腺的支管和主管相会合，由雄生殖孔排出，雄生殖孔在第18节腹面两侧。
雌性生殖器官有葡萄状的卵巢一对，附着在第12、第13节隔膜的后方，成熟的卵落入体腔，经第13节内一对卵漏斗，通过较短的输卵管，至第14节会合，而由雌性生殖孔排出，雌生殖孔只有一个。
另外，在第6至第9节内，有受精囊2或3对，为接受和储存异体精子的场所，开口于6至9节间腹部节间沟两侧。
蚯蚓虽说是雌雄同体，但由于性细胞成熟时期不同，故仍需异体受精。
蚯蚓的雄性生殖细胞先成熟。 成熟后两条蚯蚓要进行交配，交配时，副性腺分泌粘液，使双方的腹面相互粘着，头端分向两方。
雄性生殖孔与异体受精囊孔相对，精液从各自的雄生殖孔排出，通过对方的受精囊孔进入受精囊内。
交换精液后两条蚯蚓各自分开。待卵成熟后环带分泌粘稠物质，在环带外凝固而成环状粘液管（蚓茧），成熟的卵由雌生殖孔排至蚓茧中。
当蚯蚓作波浪式后退运动时，蚓茧相应逐渐向前移动，当移至受精囊孔处精子逸出，在茧中受精。
蚯蚓继续后退，最后蚓茧离开身体， 两端封闭而留在土中。
每个蚓茧有1～3个胚胎，2～3周内孵化。如环境不适宜，可延至翌年春季孵化。
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