Mực ống tham gia vào quá trình thụ tinh bên trong, nhưng thay vì sử dụng dương vật để chuyển giao các tế bào tinh trùng, con đực đặt một gói tế bào tinh trùng, được gọi là tế bào sinh tinh, vào lớp áo hoặc khoang cơ thể của con cái; tuy nhiên, các loài mực riêng lẻ thể hiện các biến thể trên mô hình chung này. Ngay sau khi quá trình chuyển giao tinh trùng này diễn ra, con cái thải trứng đã thụ tinh vào nước.
Nhiều loài mực đực sở hữu những xúc tu hoặc cánh tay dài, chuyên biệt để chuyển các tế bào sinh tinh. Trong nhiều trường hợp, những xúc tu này đứt ra một lần bên trong con cái. Một số loài tham gia vào các nghi thức tán tỉnh phức tạp có “vũ điệu giao phối” và các màn hình ảnh tuyệt đẹp trong đó mực thay đổi màu sắc nhanh chóng. Con cái của một số loài chỉ giao phối với một con đực trong khi những loài khác thì đa tính và giao phối với tối đa ba con đực khác nhau vào ba thời điểm khác nhau. Ở một số loài, những con đực lớn nhất là những người sinh sản thành công nhất trong khi ở những loài khác, những con đực thậm chí không lớn bằng những con cái.
Hầu hết mực ống đều thuộc giống huyết thanh, có nghĩa là chúng chỉ sinh sản trong một mùa trước khi chết. Trong khi một số loài sống lâu và có khả năng sinh sản trong các mùa liên tiếp thì nhiều loài mực lại có tỷ lệ chết rất cao. Điều này khiến mực hiếm khi sống đủ lâu để sinh sản hai lần.
