生殖系统（英语：reproductive system）是生物体内的和生殖密切相关的器官（生殖器）成分的总称。不过像腺体、激素、费洛蒙等也是生殖系统的一部分。
同一种生物的生殖系统会依性别而有显著的差异，这也是和其他器官系统最大的不同点，二性生殖系统的差异可以从二个个体中的基因中组合出新的一组基因，可以提高后代基因的适应度。
人类生殖系统的器官可分为外生殖器（阴茎和女阴）和内生殖器，内生殖器包括产生配子（精子和卵子）的生殖腺（睾丸和卵巢）。雌性哺乳动物的生殖系统包括激素腺体、配子、卵巢、和子宫及阴道，但不包括乳房。临床上常将卵巢和输卵管称为子宫附件。雄性哺乳动物生殖系统由睾丸、附睾、输精管、尿生殖道、副性腺、阴茎和包皮等组成。其他的脊椎动物大都也有类似的生殖系统，包括生殖腺、生殖管及生殖孔。不过随着物种的不同．生殖系统也有些差异。
人类生殖是利用性交的方式进行体内受精。在性交过程中，男性的阴茎勃起，插入女性的阴道内，射精时排出含有精子的精液到阴道内，精子经过阴道及子宫颈，到达子宫或输卵管，目的是使卵细胞受精。受精后的卵细胞称为受精卵，在成功在子宫壁着床后，受精卵会在子宫后发育约九个月的时间，这段期间即为妊娠或怀孕。若胎儿正常成长，最后会分娩，分娩过程包括子宫肌肉的收缩、宫颈扩张、婴儿从产道（即阴道）出生。人类的婴儿和幼儿无法独立生存，需要养育十多年的时间。婴儿刚出生后，母亲乳房的乳腺就可以分泌母乳，供婴儿喂食。这种过程被称为哺乳。
男性生殖系统主要是骨盆腔附近的许多器官组成，其主要功能是提供精子，和女性的卵子受精。
男性生殖系统主要可以分为三个部分。第一部分是产生及储存精子。精子是位在阴囊中的睾丸产生，阴囊也有调节温度的功能，还不成熟的精子会移动到附睾中继续发育，附睾也是储存精子的部位。第二部分主要功能是产生精液，其中包括精囊，前列腺和输精管等腺体。第三个部分则是用于交配以及精液（及精子）的释放，包括阴茎、尿道、输精管及尿道球腺。
男性的第二性征主要包括以肌肉为主的体格、声音低沈、胡须及体毛、肩膀较宽、以及喉结的发育。主要的性激素有雄激素及睾酮。睾丸会释放激素，激素会控制精子的发育，也会影响像胡须或是低沈声音之类的第二性征。
女性生殖系统主要是骨盆腔附近，和繁殖有关的许多器官组成。女性生殖系统包括三个部分，阴道连结女阴（阴道的开口）及子宫，子宫是胚胎发育的地方，卵巢则是产生卵子的部位。乳房是女性第二性征中明显的部位，在胎儿出生后也有哺乳的作用，不过一般不会列在女性生殖系统中。阴道在体表的开口为女阴，其中也包括了阴唇、阴蒂及尿道，在性交时前庭大腺会分泌粘液，润滑此一部位。阴道连到到子宫的部分称为子宫颈，而子宫借由输卵管连接到卵巢。女性一般有二个卵巢，每个卵巢中有数百个卵细胞。
女性青春期后，大约每28天，脑下垂体就会分泌激素让卵细胞发育成长，卵细胞成熟后会经由输卵管到子宫。卵巢分泌的激素会使子宫准备接受卵子。若卵子没有受精，子宫内膜和未受精卵子会由阴道排出体外，称为月经。若卵子受精，就会在子宫内膜着床，之后受精卵就会渐渐发育。
女性生殖系统有二个功能：制造卵子，以及在分娩之前保护及养育胎儿。相形之下，男性生殖系统的功能单纯很多，就是制造及排出精子。人类有高度的性别分化，除了生殖系统不同之外，在第二性征上也有显著的不同。
哺乳动物的内分泌系统极为发达。由散在身体各处的内分泌腺体组成，包括脑垂体、甲状腺、副甲状腺、肾上腺、胰岛腺、胸腺和性腺等。它们所分泌的不同激素，有着不同的作用，彼此间也有一定的关联，共同组成一个内分泌系统。
哺乳动物生殖系统的主要特征是：雌性动物的两个卵巢都有机能，卵在输卵管内受精，胚胎在子宫内充满液体的羊膜囊中发育，胚胎发育所需营养来自母体胎盘血液。
哺乳动物中的主要生殖系统包括外在的生殖器（阴茎及阴户），也包括许多在身体内的器官，包括可以产生配子的生殖腺（睾丸及卵巢）。
其他的脊椎动物大部分也都有类似的生殖系统，包括生殖腺、生殖通道及对外的开口。不同的生物为了适应环境，以及其繁殖策略的不同，生殖系统会有许多的变化。
脊椎动物的生殖系统都有共同的特点。其生殖系统都有产生配子的生殖腺。雌性的生殖腺经由卵管连接到体表的一个开口，有些动物的开口是和排泄共用的泄殖腔，但也有些动物有生殖腺独立的开口，例如阴道或是插入器官。
大部分哺乳动物的生殖系统都很类似，不过人类以外的哺乳动物，其生殖系统和人类有些显著的差异。例如大部分雄性哺乳动物的阴茎都有阴茎鞘及阴茎骨。大部分雄性哺乳动物和人类一様在阴囊内有位在下方的睾丸，不过有些动物的睾丸是在体内腹壁的下方，而有些物种（例如象）的阴囊没有下降，位在体腔内肾附近的位置。
有袋类的生殖系统相当特别，雌性有二个阴道，对外有一个共用的开口，但往内会连接到子宫的不同区域，雄性的阴茎会在末端分叉为二支，对应雌性的二个阴道。雌性的有袋类一般会在其对外有开口的育幼袋中喂养刚出生的幼兽，育幼袋中有乳头可以提供养份，让幼兽在离开子宫后可以继续成长。另外，有袋类的阴囊是在阴茎的前位，相当特别。刚出生的幼兽长约15mm，会紧贴著母亲的毛皮依本能爬行及扭动一段距离，最后爬到母亲的育幼袋中。
子宫和阴道是雌性哺乳类独有的器官，在鸟类、爬虫类、两栖类或是鱼类都没有类似的器官。其他脊椎动物的生殖器官是直接连结到泄殖腔的输卵管，配子、尿和粪便都是由泄殖腔排出。单孔目（像鸭嘴兽及针鼹）是卵生的哺乳动物，没有子宫和阴道，因此其生殖系统较接近爬虫类。
在鸟类中，公鸟和母鸟都有泄殖腔，蛋、精子及排泄物都从泄殖腔排出。其交配是透过公鸟和母鸟的泄殖腔相接触来进行，有时也将泄殖腔称为插入器官，类似哺乳类的阴茎。蛋离开母体后，母鸟会孵蛋，幼鸟会在蛋中渐渐成长。鸟和其他的脊椎动物不同，鸟只有一个卵巢及卵管有作用，鸟和哺乳类类似，会照顾其幼小的后代。
爬行动物几乎都是两性异形，由泄殖腔进行体内受精。有些爬行动物是卵生的，也有些是胎生的。爬行动物的生殖器官在其泄殖腔内。大部分雄性的爬行动物有交配器官，但平常会缩在体内。海龟和鳄鱼有一个类似阴茎的器官，而蛇及蜥蜴有一对类似阴茎的器官。
两栖类动物中，公的林蛙在发情期有特殊的颜色，等待母的林蛙来产卵大部分的两栖动物是在水中的体外受精，不过像无足目是体内受精。
所有两栖动物都有生殖腺，连接到泄殖腔。
鱼类有许多种不同的生殖方式，大部分的鱼是卵生动物，且用体外受精的方式受精。雌鱼的泄殖腔会排出大量称为卵的配子到水中，而一条或多条雄鱼会排出“鱼白”（白色含有许多精子的液体）到未受精的卵上，以此方式进行受精。有些鱼类也是卵胎生，利用尾鳍变成的插入器官进行体内受精，其作用类似人类的阴茎。只有少部分的鱼是胎生或卵胎生，一般会称为胎鳉。
无脊椎动物有许多不同种类的生殖系统。除了头足纲及节肢动物外，其他的无脊椎动物几乎都是雌雄间性，以体外受精方式进行受精。
头足纲的动物为两性异形的卵生动物。大部分的头足纲是半体内的受精，雄性将其配子放在雌性的外套腔或套膜腔内，和雌性卵巢内的卵细胞受精[11]。雄性动物一般只有一个睾丸，雌性会有缠卵腺帮助卵的发育。
大部分无壳的头足纲动物（蛸亚纲，例如乌贼及章鱼）的“阴茎”是生殖腺延伸出来，长的且有肌肉的部分，可以将精母细胞转移到一支特别用来传递精母细胞的腕足（化茎腕），之后雄性会经由化茎腕将精母细胞传移到雌性体内。有些物种没有化茎腕，其生殖腺延伸的“阴茎”可以越过外套腔，直接将精母细胞转移到雌性体内。
昆虫的雌性生殖器官包括一对卵巢、二根侧输卵管（lateral oviduct）及中输卵管（median oviduct）。雄性昆虫的生殖器官包括一对睾丸、一对输精管，一对储精囊（seminal vesicle），射精管（ejaculatory duct）和雄性附腺。睾丸可能是椭圆形或叶状。
昆虫交配时，雄方将精液注入雌虫的生殖器管内，使精子储存于雌虫的受精囊中。蜻蜓以精液注于腹部基部的特殊交尾结构。蜘蛛有一到二个的生殖腺，位在其腹部。其生殖器开口多半位在第二腹节的下方。大部分的蜘蛛交配是公蜘蛛将含有精子的精包传递到母蜘蛛体内。许多蜘蛛会有复杂的求偶仪式，以确定精子可以安全的送到母蜘蛛体内。蜘蛛会孵卵，孵化后的小蜘蛛类似成熟的蜘蛛。而蝎子则是卵胎生或是胎生的。
