Sau khi tán tỉnh thành công, voi cái giao phối với con đực và gắn con cái từ phía sau. Giao phối diễn ra sau những nghi thức tán tỉnh và giao phối hơi phức tạp.
Trong thời gian tán tỉnh, voi cái và voi đực có thể chạm vào miệng và đan vào nhau trước khi giao phối. Chu kỳ kinh nguyệt của voi cái kéo dài từ ba đến bốn tháng, vì vậy một con voi cái chỉ động dục ba hoặc bốn lần mỗi năm. Voi mang thai 22 tháng trước khi sinh nở, khiến thời gian mang thai của chúng dài nhất trong số tất cả các loài động vật có vú.
Vì voi cái động dục quá ít lần trong năm nên các vườn thú thường thụ tinh nhân tạo voi cái như một phần trong chương trình nhân giống của chúng.
