Dans leur grande majorité, les insectes se multiplient de manière sexuée. Il existe donc deux sexes différents : le mâle et la femelle. Les mâles produisent des spermatozoïdes à l’aide de deux testicules et les femelles des ovocytes dans des ovaires qui peuvent être relativement nombreux. Ces deux organes reproducteurs sont généralement appelés genitalia et sont très souvent utilisés pour différencier des espèces très proches par les entomologistes spécialisés. La fécondation, qui est généralement interne, conduit à la formation d’œufs dont l’enveloppe protectrice - le chorion - permet de résister aux conditions extérieures après la ponte.

Néanmoins, cette règle est parfois transgressée. Ainsi, chez certaines espèces, le rapport mâle/femelle peut être très faible et même parfois nul. Le mode de reproduction utilisé est alors la parthénogenèse.

• Chez les pucerons, par exemple, elle est partielle et ne se déroule que pendant la belle saison. On parle de parthénogenèse zygophasique cyclique. Les femelles "accouchent" ainsi directement de pucerons totalement formés qui sont en fait des clones de la mère. Néanmoins, au printemps, une reproduction sexuée permet au patrimoine génétique des pucerons de se mélanger et donc de se diversifier.
• Chez les Hyménoptères (abeilles, etc...) Les œufs fécondés donnent des femelles et les œufs non fécondés donnent des mâles, on parle de parthénogenèse gamophasique arrhénotoque.
• Chez les Phasmes, les œufs non fécondés donnent exclusivement des femelles, on parle de parthénogenèse thélytoque et c’est la seule qui semble être de mise chez ces insectes. Elle peut-être facultative ou obligatoire mais on observe une recombinaison génétique lors de la division de l’ovocyte, nous ne sommes donc pas en présence de clones comme chez le puceron !
  Ceci est expliqué plus en détail dans cet article consacré à la polyploïdie, la parthénogenèse et la reproduction sexuée chez les phasmes.

Même si la parthénogenèse existe et constitue un phénomène remarquable, elle n’en reste pas moins marginale et c’est bien la reproduction sexuée qui domine largement. Ainsi, l’appareil reproducteur mâle produit les spermatozoïdes à l’aide de deux testicules eux même formés de nombreux tubes séminifères. De chaque testicule part un canal déférent qui s’élargit au niveau distal en une vésicule séminale. Les deux canaux se jettent dans le canal éjaculateur qui est entouré d’un pénis. Ce sont généralement les différentes structures cuticulairse du pénis qui intéressent les entomologistes professionnels pour déterminer des espèces proches.

Les spermatozoïdes se forment dans la partie la plus profonde du tube séminifère : le germarium. Comme chez les femelles, ces cellules primordiales se multiplient par mitose. Chaque cellule donne ainsi naissance jusqu’à 256 autres cellules. Puis, les cellules formées passent alors dans la zone de maturation où elles subissent la méiose. Finalement, les cellules atteigne la zone de spermiogenèse : les spermatides se transforment en spermatozoïdes fonctionnels.

L’appareil génital femelle se situe aussi dans l’abdomen et se compose de deux ovaires. Ceux-ci sont maintenus en place à l’aide de ligaments suspenseurs. Les deux ovaires sont eux même composés de nombreux ovarioles. Ces structures en forme de collier de perles se rejoignent dans deux oviductes latéraux qui aboutissent dans l’oviducte principal. L’orifice de cet oviducte - le gonopore - est relié à la chambre atriale où a lieu la fécondation. La spermathèque est un organe particulier qui permet à la femelle de conserver les spermatozoïdes pendant une longue durée et ainsi de réaliser des fécondations quand les conditions optimales sont présentes. Enfin, deux glandes colléteriques au rôle incertain sécrètent des substances dans la chambre atriale.

Cette structure générale n’est pas malheureusement pas présente chez tous les insectes. Le plus souvent, on observe une déclinaison plus ou moins partielle de ce schéma type. Ainsi, la spermathèque ou les glandes colléteriques peuvent être absentes et la chambre atriale réduite.

L’ovaire est généralement formé d’une multitude d’ovarioles. Ces structures particulières, formées de tissu épithélial, sont spécialisées dans la production d’ovocytes. Ce sont ces ovocytes qui iront à la rencontre des spermatozoïdes pour être fécondés et former un œuf. Les cellules souches (à l’origine des ovocytes) sont les ovogonies. Situées dans le germanium (G), ces cellules se multiplient par mitoses et donnent de jeunes ovocytes.

Dans le cas présenté, il n’y a pas de cellules nourricières. C’est l’ovariole le plus primitif : il est dit panoïstique. Chez les insectes plus évolués, l’ovariole est méroïstique : des cellules spécialisées, les trophocytes, nourrissent les ovocytes.

Toute la zone inférieure au germarium constitue le vitellarium. C’est dans cette zone que les ovocytes vont se développer de manière importante. L’ovocyte va accroître ses réserves vitellines qui permettront au futur embryon de se former. Au cours de leur descente, les ovocytes vont être enfermé dans le chorion. C’est cette membrane qui protégera l’œuf après la ponte.

Quand l’ovocyte est arrivé à maturité, le follicule - constitué des cellules folliculaires - se rompt à la base et laisse ce dernier glisser vers l’oviducte commun où il pourra être fécondé à l’aide des spermatozoïdes du mâle. Les cellules folliculaires vont pendant ce temps dégénérer et être réutilisées par l’organisme de l’insecte.