原生动物是无性繁殖的，不需要交配或性细胞器官。对大多数自由生活的物种而言，无性繁殖通过二分裂过程实现，即每次繁殖都是由一个母细胞分裂为两个完全相同的子细胞。包括寄生物种在内的鞭毛虫都是纵向分裂的；而纤毛虫的分裂通常则是横向的，并且在细胞质分裂前其口部已经先分裂了；根足门、辐足门和粒网门的生物通常则没有固定的分裂方式。有壳物种的分裂由于需要复制其骨骼结构，因此过程更加复杂。变形虫的有壳物种――如沙壳虫――将被分入子细胞的细胞质从母细胞外壳的小孔中挤出来，细胞质中预先形成的薄片就包裹在挤出的细胞质周围，形成新的壳质；这样就完成了整个分裂过程并形成两个单独的变形虫。
大多数自由生活的物种一般都在有利于无性繁殖的环境中生存。有性繁殖通常只是它们在不利环境中的一种手段而已，如当水生介质的枯竭导致普通细胞无法生存的时候。在变形虫和鞭毛虫中，只有有限物种具有性繁殖的能力；有的物种在其进化史中可能从未行有性繁殖，而其他物种则可能已经丧失了交配能力。原生动物的有性繁殖既包括同配生殖（性细胞或配子相似），也包括更高级的异配生殖（性细胞或配子不同）。 有孔虫是自由生活的物种中少见的同时具有无性和有性繁殖后代的物种，它们的每个生物体通过无性繁殖产生许多变形虫状的生物体，这些生物体能分泌出围绕在其周围的壳质。当它们发育成熟时，又将许多同样的配子释放到海洋中；这些配子彼此成对结合，分泌出壳质并发育成熟，又重复上述过程。
几乎所有的纤毛虫都能进行有性繁殖，这个过程称为配对，但这种方式不能形成其数量的立即增加。配对有助于不同个体间遗传物质的交换。
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