蚯蚓为雌雄同体。雄体具精巢囊二对、贮精囊二对。前者位于第10．11节的体腔腹方，后者位于第11．12节的体腔内。每一精巢囊内有精巢及精漏斗各一个，而且还与其后的贮精囊相通。精子从精巢释出后，先送到后一节的贮精囊内发育，待成熟后，再回到原来的精巢囊内，经由精漏斗输出。每一精漏斗后接一输精管，每侧的前后两条输精管合并，后行至第19 节处与前列腺管相接，经雄性生殖孔排出。前列腺一对，位于雄性生殖孔的内侧，其分泌物与精子的活动和营养有关。雌体有卵巢一对，在第13 节前面，13/14膈膜之前有卵漏斗，后接短的输卵管，在膈膜后，两侧的输卵管会合，开口于第14节腹中央的雌孔。此外还有受精囊三对，分别位于第7．8．9节内。为贮藏异体精子的地方。在体外性乳突处的相应体壁内侧，可见小团垫状或具索状导管的副性腺。
蚯蚓需行异体受精，故要进行交配，在交配时，两条蚯蚓互相倒抱，副性腺分泌粘液，使双方的腹面粘住，精液从各自的雄性生殖孔中排出，输入对方的受精囊内。交换精液以后即分开，此过程常在晚上进行，交配时间约需两小时。待卵成熟时(约7天)，环带分泌粘稠物质，形成外面的粘液管和里面的蚓茧，成熟的卵落入茧中。蚯蚓通过蠕动自蚓茧向后退出，当蚓茧经过受精囊孔时，受精囊内的精讯子逸出，和茧中的卵受精。蚯蚓身体继续向后蠕动，直到全部由蚓茧和粘液管退出。蚓茧脱下后前后封口，呈麦粒状，留在湿润的土壤中发育，粘液管则瓦解。每个蚓茧可含有1～3个胚胎，幼体约在2～3 周内离开蚓茧。蚯蚓的受精卵全部在蚓茧内发育成幼体。无幼虫期，直接发育成新个体。 蚯蚓长大不需要蜕皮。
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