Одновременно с эволюцией вегетативных органов у высших растений происходило развитие органов размножения, приспособленных к существованию в наземной среде. Вместо типичных для водорослей одноклеточных органов размножения формируются многоклеточные. Многоклеточные стенки спорангиев и гаметангиев более надежно защищают споры и гаметы. Для всех высших растений характерен один тип полового процесса — оогамия, происходящая внутри архегониев под защитой их стенки. Из образующейся в результате полового процесса зиготы развивается многоклеточный зародыш. У более архаичных высших споровых растений (мхов, плаунов, хвощей и папоротников) половое размножение еще зависит от воды — только в ней могут передвигаться сперматозоиды. У высших семенных растений приспособления к условиям суши оказались уже более совершенными — они перестали нуждаться в воде при осуществлении полового процесса. Их мужские гаметы представлены неподвижными спермиями. В отличие от споровых и голосеменных растений у покрытосеменных полностью редуцируются женские гаметангии — архегонии. Споровые и голосеменные объединяют в группу высших архегониальных растений. У всех высших растений происходит чередование бесполого и полового поколений. Лишь у мхов в цикле развития преобладает гаплоидный гаметофит, у всех остальных высших растений — диплоидный спорофит. В эволюции высших растений четко прослеживается тенденция к усовершенствованию и усложнению спорофита при параллельной миниатюризации и упрощении гаметофита. Очевидно, это объясняется тем, что в наземной среде диплоидный спорофит с более богатым генотипом и более совершенной дифференциацией тела способен лучше адаптироваться к условиям внешней среды, чем гаметофит. В зависимости от размера спор, образуемых спорофитом, высшие растения делятся на равноспоровые и разноспоровые. У разноспоровых растений на спорофите образуются споры двух типов: мелкие (микроспоры) и значительно более крупные (мегаспоры). Из микроспор развиваются мужские гаметофиты, из мегаспор — женские. Явление разноспоровости в эволюции высших растений сопровождается сильной редукцией гаметофитов, особенно мужского.