Les holothuries sont en général soit mâles, soit femelles et pour la majorité des cas, les sexes ne se distinguent pas extérieurement. Lors de la période de reproduction, les holothuries se rassemblent et émettent leurs produits génitaux dans l'eau de mer. En milieu profond, les holothuries présentent une reproduction en continue (avec faible nombre d'oeufs de grosse taille). Certaines holothuries sont hermaphrodites. Cependant, il n'y a pas autofécondation.

Les holothuries peuvent être incubatrices. Le nombre d'oeufs et de juvéniles incubés varie entre un 2 et 70. L'incubation peut se faire soit dans des poches tégumentaires interradiales, soit dans un marsupium dorsal, soit dans les téguments de la sole, soit dans l'appareil génital.