การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีทั้งแบบอาศัยเพศ และไม่อาศัยเพศ

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางชนิดบางครั้งก็มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เช่น พารามิเซียม(เซลล์มี 2 นิวเคลียส คือ ไมโครนิวเคลียส (Micronucleus) และแมโครนิวเคลียส (Macronucleus) พารามิเซียม 2 เซลล์จะจับคู่กัน (Conjugation) เพื่อแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม จากนั้นจึงแยกกัน และแบ่งเซลล์เพิ่มจำนวนตามปกติ)

• การแตกหน่อ (Budding) สิ่งมีชีวิตตัวใหม่งอกออกมาจากตัวเดิม แล้วหลุดออกมาเป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่ เช่น ไฮดรา ยีสต์ และยังพบในพืชอีกด้วยเช่น หน่อไม้ ไผ่
• การแบ่งตัวออกเป็นสอง (Binary fission) สิ่งมีชีวิตตัวหนึ่งแบ่งเป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่แบบเท่าๆกัน โดยเริ่มจากการแบ่งนิวเคลียส และตามด้วยไซโทพลาสซึม สิ่งมีชีวิตที่ใช้กระบวนการนี้ได้แก่ อะมีบา พารามีเซียม ยูกลีนา และแบคทีเรีย
• การขาดออกเป็นท่อน (Fragmentation) ส่วนที่หลุดไปจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งพัฒนาไปเป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่ได้ โดยเซลล์ในส่วนที่หลุดไปนั้นเกิดรีเจนเนอเรชั่น (regeneration) กลับเป็นเนื้อเยื่อเจริญได้อีก ตัวอย่างเช่น ดาวทะเล
• การสร้างสปอร์ (Spore formation) คือการแบ่งนิวเคลียสออกเป็นหลายๆนิวเคลียส ต่อจากนั้นไซโทพลาซึมจะแบ่งตาม แล้วจะมีการสร้างเยื่อกั้นเป็นส่วน ๆ แต่ละส่วนจะมีนิวเคลียส 1 อัน เรียกว่า สปอร์ (Spore) สัตว์ที่มีการสืบพันธุ์แบบนี้ ได้แก่ พลาส-โมเดียมซึ่งเป็นสัตว์ที่ทำให้เกิดโรคไข้มาลาเรีย สิ่งมีชีวิตที่ใช้กระบวนการนี้ได้แก่ เห็ด รา ยีสต์
• พาร์ธีโนเจนเนซิส (Parthenogenesis) คือการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศของแมลงบางชนิด โดยสามารถวางไข่แบบไม่อาศัยการปฏิสนธิ เช่น ตั๊กแตนกิ่งไม้ เพลี้ย ไรน้ำ ซึ่งตัวเมียสามารถผลิตไข่ที่ฟักเป็นตัวได้โดยไม่ต้องมีการปฏิสนธิในสภาวะปกติไข่ของสัตว์ดังกล่าวจะฟักออกมาเป็นตัวเมียเสมอ แต่ในสภาวะที่ไม่เหมาะสมกับการดำรงชีวิต เช่น เกิดความแห้งแล้งหนาวเย็น หรือขาดแคลนอาหาร ตัวเมียก็จะผลิตไข่ที่ฟักออกเป็นทั้งตัวผู้และตัวเมีย จากนั้นสัตว์ตัวผู้และตัวเมียเหล่านี้จะผสมพันธุ์กันแล้วตัวเมียจะออกไข่ที่มีความคงทนต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสมดังกล่าวได้ ในผึ้ง มด ต่อ แตน ก็พบว่ามีการสืบพันธุ์แบบพาร์ธีโนเจเนซิสด้วยเช่นกัน โดยไข่ไม่ต้องมีการปฏิสนธิก็สามารถฟักออกมาเป็นตัวได้ ซึ่งจะฟักออกมาเป็นตัวผู้เสมอ
• การงอกใหม่ (Regeneration) คือการงอกใหม่ เกิดหลัง การขาดออกเป็นท่อน มี 2 แบบ คือ
  • 1.ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตตัวใหม่ เช่น พลานาเรีย ปลิง ดาวทะเล ไส้เดือนดิน ซีแอนนีโมนี เป็นต้น
  • 2.ซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ เช่น จิ้งจกงอกหาง