Les poissons osseux ont une variété de stratégies de reproduction, mais dans la plupart des espèces, deux sexes séparés libèrent du sperme et des œufs dans l'eau, et la fécondation se produit à l'extérieur. Les soins parentaux sont assez rares, mais les hippocampes et quelques d'autres espèces prennent soin de leurs petits. Certains poissons osseux changent de sexe en fonction des conditions, tandis que d'autres fécondent des œufs à l'intérieur ou donnent même naissance à des jeunes vivants.
Les poissons osseux sont un groupe diversifié d'animaux, qui n'inclut pas les requins et les poissons sans mâchoire. Leur méthode de reproduction la plus fréquente est le frai, où des gamètes non fécondés sont libérés à proximité d'un poisson du sexe opposé pour se rencontrer par hasard. Chez ces espèces, la probabilité qu'un ovule ou un spermatozoïde particulier libéré atteigne l'âge adulte est faible, de sorte que le nombre de gamètes produits est souvent assez élevé. Le crapet des mers, par exemple, pond jusqu'à 28 millions d'œufs à la fois. Les espèces qui s'accouplent et portent des petits vivants, comme les guppys, n'ont souvent que 25 petits à la fois.
Les poissons ont de nombreuses stratégies entre ces extrêmes. Certains poissons ont une fécondation interne et pondent ensuite des œufs. D'autres gardent les œufs fécondés, soutenus uniquement par les jaunes, à l'intérieur jusqu'à leur éclosion. Quelques autres fournissent un soutien nutritionnel direct à leurs petits jusqu'à ce qu'ils soient prêts à naître.