การสืบพันธุ์ หรือ การขยายพันธุ์ (อังกฤษ: Reproduction) หมายถึง การเพิ่มจำนวนลูกหลานที่มีลักษณะเหมือนเดิมของสิ่งมีชีวิต โดยที่สิ่งมีชีวิตรุ่นใหม่ที่เกิดขึ้นนี้จะทดแทนสิ่งมีชีวิตรุ่นเก่าที่ล้มหายตายจากไป ทำให้สิ่งมีชีวิตเหลือรอดอยู่ในโลกได้โดยไม่สูญพันธุ์ไป
การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีทั้งแบบอาศัยเพศ และไม่อาศัยเพศ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศส่วนใหญ่เป็นการแบ่งเซลล์เป็น 2 ส่วนเท่าๆ กัน (Binary Fission) เช่น อะมีบา พารามีเซียม บางสิ่งสืบพันธุ์โดยแตกหน่อ (Budding) เช่น ยีสต์
นอกจากนี้สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางชนิดก็มีลักษณะการสืบพันธุ์คล้ายการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เช่น พารามิเซียม เซลล์มี 2 นิวเคลียส คือ ไมโครนิวเคลียส (Micronucleus) และแมโครนิวเคลียส (Macronucleus) พารามิเซียม 2 เซลล์จะจับคู่กัน (Conjugation) เพื่อแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม จากนั้นจึงแยกกัน และแบ่งเซลล์เพิ่มจำนวนตามปกติ การแตกหน่อ (Budding) ...............เป็นการสืบพันธุ์ของสัตว์ชั้นต่ำ โดยเมื่อเจริญเติบโตเต็มที่แล้วจะมีการสร้างเนื้อเยื่อข้างลำตัวงอกออกมา แล้วเจริญเติบโตเป็นตัวเล็ก ๆ ที่มีอวัยวะต่าง ๆ เหมือนตัวแม่ หลังจากติดอยู่กับตัวแม่ระยะหนึ่งก็จะหลุดออกมาไปอยู่อิสระตามลำพัง สัตว์ที่มีการสืบพันธุ์ลักษณะนี้ได้แก่ ไฮดรา หนอนตัวแบน ฟองน้ำ ปะการัง และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (พวกโพรติสต์) เช่น ยีสต์ ไฮดราฟองน้ำ ในพืชชั้นสูงก็มีพวก ขิง ข่า กล้วย หน่อไม้ เป็นต้น
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศของไฮดรา เมื่อไฮดราเจริญเติบโตเต็มวัย จะมีการสร้างเนื้อเยื่อข้างลำตัวงอกออกมา แล้วเจริญเติบโตเป็นไฮดราตัวเล็ก ๆ หลังจากนั้นก็จะหลุดออกไปอยู่ตามลำพังได้เอง การสืบพันธุ์แบบนี้ เรียกว่า การแตกหน่อ (Budding)
ไฮดรามีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศได้ แต่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ซึ่งจะเกิดขึ้นในกรณีที่อาหารไม่สมบูรณ์ ไฮดราจะมี 2 เพศอยู่ในตัวเดียวกัน โดยมีรังไข่อยู่ข้างลำตัว ลักษณะเป็นปุ่มใหญ่เหนือรังไข่บริเวณใกล้ๆหนวด (Tentacle) จะมีอัณฑะเป็นปุ่มเล็กๆ รังไข่จะผลิตเซลล์ไข่ และอัณฑะจะผลิตเซลล์อสุจิ โดยปกติไข่และตัวอสุจิจะเติบโตไม่พร้อมกัน จึงต้องผสมกับตัวอื่น ตัวอสุจิจากไฮดราตัวหนึ่งจะว่ายน้ำไปผสมกับไข่ที่สุกในรังไข่ของไฮดราตัวอื่นไข่ที่ผสมแล้วจะเป็นไซโกตซึ่งจะเจริญเติบโตอยู่กับตัวแม่ระยะหนึ่งจึงจะหลุดออกไปจากตัวแม่ แล้วเจริญเป็นไฮดราตัวใหม่ต่อไป
การแบ่งตัวออกเป็นสอง (Binary Fission) เกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (พวกโพรติสต์) ได้แก่ อะมีบา พารามีเซียม ยูกลีนา และแบคทีเรีย การสืบพันธุ์วิธีนี้เกิดขึ้นโดยแบ่งตัวจาก 1 เซลล์เป็น 2 เซลล์ โดยนิวเคลียสของเซลล์จะแบ่งตัวก่อน แล้วไซโทพลาซึมจะแบ่งตามได้เป็นตัวใหม่ 2 ตัว ซึ่งแต่ละตัวจะมีลักษณะเหมือนตัวเดิมทุกประการ เช่น การแบ่งตัวของอะมีบา
พาร์ธีโนเจเนซิส (Parthenogenesis) เป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศของแมลงบางชนิด เช่น ตั๊กแตนกิ่งไม้ เพลี้ย ไรน้ำซึ่งตัวเมียสามารถผลิตไข่ที่ฟักเป็นตัวได้โดยไม่ต้องมีการปฏิสนธิในสภาวะปกติไข่ของสัตว์ดังกล่าวจะฟักออกมาเป็นตัวเมียเสมอ แต่ในสภาวะที่ไม่เหมาะสมกับการดำรงชีวิต เช่น เกิดความแห้งแล้งหนาวเย็น หรือขาดแคลนอาหาร ตัวเมียก็จะผลิตไข่ที่ฟักออกเป็นทั้งตัวผู้และตัวเมีย จากนั้นสัตว์ตัวผู้และตัวเมียเหล่านี้จะผสมพันธุ์กันแล้วตัวเมียจะออกไข่ที่มีความคงทนต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสมดังกล่าวได้ ในผึ้ง มด ต่อ แตน ก็พบว่ามีการสืบพันธุ์แบบพาร์ธีโนเจเนซิสด้วยเช่นกัน โดยไข่ไม่ต้องมีการปฏิสนธิก็สามารถฟักออกมาเป็นตัวได้ ซึ่งจะฟักออกมาเป็นตัวผู้เสมอ
การงอกใหม่ (Regeneration) พบในสัตว์ชั้นต่ำ ได้แก่ ปลาดาว พลานาเรีย ไส้เดือนดิน ปลิง ซีแอนนีโมนี การงอกใหม่เป็นการสร้างส่วนของร่างกายที่ขาดหายไป โดยสัตว์เหล่านี้ถ้าร่างกายถูกตัดออกเป็นส่วนๆ แต่ละส่วนจะสามารถงอกเป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่ได้ ดังนั้นการงอกใหม่นี้จึงทำให้มีจำนวนสิ่งมีชีวิตเพิ่มขึ้นจากจำนวนเดิม
การสร้างสปอร์ (Spore Formation) เป็นการสืบพันธุ์ที่เกิดจากการแบ่งนิวเคลียสหลาย ๆ ครั้ง ต่อจากนั้นไซโทพลาซึมจะแบ่งตาม แล้วจะมีการสร้างเยื่อกั้นเป็นส่วน ๆ แต่ละส่วนจะมีนิวเคลียส 1 อัน เรียกว่า สปอร์ (Spore) สัตว์ที่มีการสืบพันธุ์แบบนี้ ได้แก่ พลาส-โมเดียมซึ่งเป็นสัตว์ที่ทำให้เกิดโรคไข้มาลาเรีย
การขาดออกเป็นท่อน (Fragmentation) เป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศอีกแบบหนึ่งของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะพวกที่มีเซลล์ต่อกันเป็นเส้นสายโดยหักเป็นท่อนๆ แต่ละท่อนที่หลุดไปก็จะแบ่งตัวแบบ Mitotic cell division ได้เซลล์ใหม่ที่ต่อกันเป็นเส้นสายเจริญต่อไป เช่น พวกหนอนตัวแบน สาหร่ายทะเล
การสืบพันธุ์ของสัตว์มีทั้งแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศพบในสัตว์ที่มีร่างกายไม่ซับซ้อน และมีความสามารถในการงอกใหม่ เช่น พลานาเรีย ดาวทะเล สัตว์พวกนี้สามารถ สืบพันธุ์ด้วยวิธีการงอกใหม่ ซึ่งเกิดขึ้นโดยส่วนของร่างกายที่ขาดออกไป หรือสูญเสียไปด้วยสาเหตุใดก็ตาม ก็สามารถเจริญเติบโตเป็นตัวใหม่ได้ ทำให้มีจำนวนเพิ่มขึ้น
สัตว์หลายชนิด เช่น ฟองน้ำ และ ไฮดรา สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่จากเซลล์ และกลุ่มเซลล์ของเดิม เรียกว่า การแตกหน่อ ซึ่งจะเจริญจนกระทั่งได้เป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่ที่เหมือนเดิม แต่มีขนาดเล็กกว่า ต่อมาหน่อจะหลุดออกมาจากตัวเดิมและเจริญเติบโตต่อไป
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดจาก การปฏิสนธิ (Fertilization) ของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรืออสุจิ กับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียหรือเซลล์ไข่ อาจจะเกิดภายในหรือภายนอกร่างกายของสัตว์เพศเมียก็ได้ โดยเซลล์ไข่ที่ได้รับการผสมแล้วเรียกว่าไซโกต จะเจริญเติบโตเป็นเอ็มบริโอ และตัวเต็มวัยที่สามารถสืบพันธุ์เพิ่มจำนวนประชากรต่อไปได้
สัตว์ส่วนใหญ่มีอวัยวะเพศแยกกันอยู่คนละตัวเป็นสัตว์เพศผู้และเพศเมีย แต่บางชนิดจะมีทั้งสองเพศในตัวเดียวกันเรียกว่า กะเทย (Hermaphrodite) เช่น ไฮดรา พลานาเรี ไส้เดือนดิน เป็นต้น
