大熊猫繁殖是一个复杂而精密的过程，主要经历发情、求偶、交配、妊娠和育幼几个关键阶段。1. 性成熟与发情圈养条件下，雌性大熊猫约5岁、雄性约6岁进入性成熟期，野外个体则稍晚。雌性每年仅在3月至5月间发情一次，高峰期短暂，仅有2到3天。它们主要通过气味相互吸引，在发情高潮时会发出特殊的咩叫声并做出待配姿势来表达意愿。2. 交配大熊猫实行多雄多雌的交配制度。在野外，常会出现多只雄性通过打斗竞争，以获得与同一只雌性的交配权，交配过程有时在地上，有时也会在树上进行，甚至会有其他亚成年熊猫在场“观摩学习”。交配完成后，雌雄大熊猫便会分开，各自单独生活。3. 妊娠大熊猫的妊娠期变化很大，短则83天，长的甚至超过200天，曾有记录达到324天。幼崽大多在每年的7月至9月间出生。4. 育幼雌性大熊猫会独自完成筑巢、生产和哺育的全过程。它们通常选择隐蔽的树洞或岩洞作为产房，并铺垫树枝干草。新生儿非常脆弱，母亲在最初几周会时刻将幼崽抱在怀里或衔在口中，并通过舔舐刺激幼崽排便。母乳是幼崽最重要的营养来源，初乳富含抗体，能帮助宝宝建立免疫系统。由于养育幼崽极为耗费精力，妈妈通常需要照顾孩子一年半到两年，在此期间不会再次繁殖，因此大熊猫普遍为隔年产仔。对于罕见的双胞胎，野外母亲往往只能抚养较强壮的一只；而在圈养环境下，保育员会采用人工饲养和换仔技术，尽可能让两只幼崽都存活下来。
