Простейшие размножаются делением. Наиболее распространено бинарное деление. При этом способе деления из одной особи образуется две дочерних. Ядро делится митатически, после чего цитоплазма распадается на две части. Для споровиков и некоторых других форм характерно множественное деление, шизогония, в процессе которой сначала многократно делится ядро, после чего цитоплазма делится соответственно числу образовавшихся ядер.
Своеобразное деление, эндодиогения, состоящее в образовании двух дочерних особей внутри материнской, обнаружено у токсоплазм.
Половой процесс описан не у всех видов простейших; он не известен для многих амеб, трипаносом, лейшманий и др. Формами полового процесса простейших является копуляция (саркодовые, жгутиконосцы и споровики) и конъюгация (инфузории). При копуляции происходит слияние двух половых клеток, гамет; продукт слияния носит название зиготы. Гамета всегда гаплоидна, т. е. ее ядро содержит вдвое меньше хромосом, чем ядро диплоидной зиготы.
Редукция числа хромосом (мейотическое деление) у споровиков имеет место при первом делении зиготы и все остальные стадии жизненного цикла (спорозоиты, шизонты и гаметы) являются гаплоидными. Такой тип редукции носит название зиготического. У жгутиконосцев отряда Нуреr mastigida большая часть жизненного цикла проходит в диплоидной фазе и мейотическое деление происходит только перед образованием гамет. Этот тип редукции носит название гаметического. Он обычен для многоклеточных организмов. В жизненном цикле представителей отряда Foraminifera чередуются поколения, размножающиеся в гаплоидной и диплоидной фазе.
Копулирующие гаметы часто бывают неразличимы морфологически (изогамная копуляция), но иногда между ними имеются физиологические различия, позволяющие условно говорить о мужских и женских гаметах. У всех споровиков и представителей ряда других групп между женскими и мужскими гаметами существуют морфологические различия (анизогамная копуляция).
При конъюгации инфузории слияния цитоплазмы партнеров не происходит и соединившиеся на время особи обмениваются одним из двух гаплоидных ядер, образовавшихся в начале процесса.
Виды простейших, как и многоклеточных организмов, представлены большим количеством подвидов, рас и вариететов. С практической точки зрения наиболее важны штаммовые различия паразитических простейших по вирулентности и антигенным свойствам. Так, различия в вирулентности штаммов возбудителя играют, по-видимому, существенную роль в эпидемиологии амебиаза и токсоплазмоза. Не меньшую важность представляют и антигенные различия.
Так, при сонной болезни человека возбудители (Trypanosoma gambiense и Т. rhodesietise) образуют «рецидивные штаммы» — антигенные варианты, возникающие в ответ на развитие антител у хозяина. Антитела подавляют основную популяцию паразита, но не действуют на возникший рецидивный штамм, размножение которого приводит к очередному рецидиву у хозяина. Смена рецидивных штаммов повторяется многократно в процессе развития инфекции. Некоторые особенности эпидемиологии малярии могут быть поставлены в связь с антигенными различиями штаммов малярийных паразитов. Взрослое население гиперэндемических очагов имеет частичный иммунитет к местным штаммам возбудителя и не болеет малярией в острой форме. Однако если в очаге появится новый штамм возбудителя, среди населения могут возникать острые случаи заболеваний.
