达到性成熟的海马，只要水温适合，一年四季均可繁殖，在我国南方的自然海区，海马的繁殖季节一般在每年的3-11月份，其中以5-9月为盛期。
海马是雌雄异体，交配多在早晨。交配时海马双双在池底并游追逐，体表黑色素收缩养活退而呈黄白色，兴奋达到高潮时，雌雄鱼体紧靠近，由在沲底的并列游动急剧围为向水面上升相对游动，雄海马尾部向腹部弯曲，突然把育儿袋压缩，使育儿袋口张开，而雌海马则及时把肛突插入雄海马的育儿袋中，把卵排入袋中。交配完后雌雄海马即分开，整个交配时间一般不超过一分钟。
初受卵的育儿袋较小，袋底钝细，袋质较硬，袋皮皱纹稍显。之后，育儿袋随着袋中胚胎的发育而不断增大，至临产前，育儿袋底较平钝，袋质柔软，袋皮薄滑，整个育儿袋显得特膨胀肥大。
受精卵在育儿袋发育，约经8-20天的孵化，便可产出幼苗。亲海马临产前，呼吸加快，情绪活泼紧张，在水中濒繁游动，以寻找僻静处产苗。产苗时，育儿袋口先张开，亲鱼将身体伸至，然后尾巴急速向前弯曲压缩育儿袋，并左右摇摆，幼苗即被压出袋外。每次压出的苗数不一，初产时较多，可达数尾至数十尾，以后逐渐减少，有时压缩6-7次也未能压出一尾。海马产苗多在黎明时分，每胎产完约需10-30分钟，但有时受某种原因影响而拖至1-3天。产完幼苗的雄海马在水温、饵料、溶氧等生活条件适宜情况下，又有迅速发情交配。据作者用10尾2龄亲海马（雌雄比2：3）进行全年繁殖观察，在南方4-10月的自然水温条件下，平均每尾雌海马间隔28天排卵一次，雄海马间隔41天产苗一次。
亲海马的产苗量，因种类、体形大小、年龄及管养条件等情况而不同，在同一种类中，如大海马和斑海马，在饵料和环境条件相同情况下，一般是1龄产苗较少，2龄产苗较多，3龄产苗又逐渐减少。据观察记录，大海马和斑海马，每胎产苗量最少约150-200尾，一般为500-800尾，最高可达1500-2000尾。
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