Sao biển có thể sinh sản hữu tính hoặc vô tính. Cả sao biển đực và sao biển cái đều tồn tại, mặc dù bên ngoài chúng không thể phân biệt được với nhau. Chúng sinh sản bằng cách thả trứng và tinh trùng vào nước. Tinh trùng thụ tinh với trứng và thành quả cuối cùng ấu trùng định cư dưới đáy đại dương để phát triển.
Sao biển cũng có thể sinh sản vô tính. Sao biển có thể tái tạo một cánh tay nếu nó bị mất. Họ cũng có thể tái tạo toàn bộ cơ thể chỉ từ một cánh tay nếu một phần của đĩa đệm trung tâm vẫn còn. Đĩa trung tâm tương tự như thân của sao biển vì nó là nơi gắn các cánh tay. Nó hoạt động như trung tâm hoạt động cũng như miệng của sao biển.
Để tăng cơ hội sinh sản hữu tính, sao biển thường tụ tập thành nhóm trong thời gian sinh sản. Chúng cũng có thể thông báo sự sẵn sàng giao phối thông qua các tín hiệu hóa học. Khi trứng đã được thụ tinh, đầu tiên chúng phát triển thành bipinnaria, chỉ có miệng, các dải mật và hậu môn. Ấu trùng Brachiolaria có nhiều cánh tay hơn và một hố kết dính. Ở giai đoạn này, chúng nổi trên mặt nước cùng với sinh vật phù du, chúng ăn để tồn tại. Chúng có thể bơi bằng cách đánh bay lông mao của mình.
Sao biển vùng cực và biển sâu thường đẻ con non, với những con cái giữ trứng đã thụ tinh trên bề mặt của chúng hoặc trong dạ dày môn vị. Sao biển thực ra không phải là cá vì chúng không có xương, mang hoặc vây. Về mặt khoa học, chúng được mô tả như những con sao biển.
