石花菜的繁殖分为有性生殖和无性繁殖两种，有性生殖是通过雌雄配子体成熟后，果胞受精形成果孢子体，果孢子体成熟后产生果孢子而进行的；无性繁殖则是通过四分孢子体产生四分孢子而进行的。这两种繁殖形式最终都是以孢子进行的，故称为孢子繁殖，此外，石花菜还可以进行特殊的营养繁殖，分为匍匐枝繁殖、假根繁殖和藻体再生3种形式。
孢子繁殖
石花菜的生活史中，除孢子体世代和配子体世代外，还有果孢子体世代。但果孢子体不能单独存在，仅能在雌配子体上形成并生长、发育。在非繁殖季节，雌雄配子体和四分孢子体三者之间是不易区别的，我们通常见到的石花菜这三种藻体都有，只有到了繁殖季节，藻体上产生生殖器官后，才能将它们区别开来。
雌雄配子体
雄配子体：雄配子体成熟后，在扁平的精子囊小枝的顶端群生着椭圆形的精子囊，它是由藻体表面细胞转化为精子囊母细胞，精子囊母细胞经过分裂而形成的。每个精子囊母细胞产生两个精子囊。精子为五色圆形，无鞭毛，不能游动，依靠海水的流动被带到雌配子体果胞的受精丝上受精 [2] 。
雌配子体：雌配子体近成熟时，要生长出专门产生果孢子的果胞小枝，它是由主枝顶端的小枝产生的，少数在主枝的顶端直接形成。成熟时，由果胞小枝主轴细胞的两侧，各自分割出围轴细胞，由第三或第四行围轴细咆产生支持细胞与果胞母细胞，果胞母细胞(顶上的细胞)经变态而转化为果胞。果胞上具有一条棒状的受精丝伸出于藻体的表面，而果胞的下面是一个支持细胞。因此，果胞枝由单个的细胞组成。在果胞枝的发育过程中，第二行围轴细胞的基部产生数行小细胞，而每个细胞内部含有丰富的原生质，称为营养细胞或滋养细胞，其作用是为囊果的发育提供营养。
果孢体
果胞形成之后，碰到精子，精子便粘附在受精丝上，其接触处融化，精核则沿着受精丝进入果胞基部，与卵核结合形成合子，合子不离开母体。受精后，果胞便与下面的支持细胞融合，形成很大的融合胞。融合胞产生许多分枝的产孢丝，穿人营养组织的细胞间吸收营养。成熟的产孢丝，末端的细胞伸长，而分裂成果孢子囊。在融合胞产生产孢丝的同时，产孢丝外面的皮层进一步发育隆起，在藻体上形成一个膨大部分，称为果孢子体或囊果。在横切面观察，膨大部分为两个不完全分离的小室，室顶各有一孔与外界相通，此孔称为囊果孔，成熟的果孢子即从囊果子孔排出体外。果孢子排出后，便随水散布漂流，碰到合适的基质，便附着萌发成四分孢子体。
四分孢子体
四分孢子体成熟后，在其分枝的顶端形成膨大卵形的四分孢子囊枝，四分孢囊由小分枝的表面细胞形成。成熟时，由于邻近的营养细胞向上生长，结果使四分孢子囊逐渐被埋于藻体细胞中。每个四分孢子囊母细胞经过减数分裂形成4个四分孢子，四分孢子在四分孢子囊中呈“十”字形排列。四分孢子囊成熟后，从藻体表面观察为紫红色的小斑点，稍微突起，并沿着小枝扁的一侧排列。
四分孢子成熟后，孢子囊壁破裂，其中的孢子即放散在海水中，碰到合适的基质便附着下来，形成雌雄配子体。
孢子的放散与附着
四分孢子囊排放之后仍呈球形，它们在排放口处停留一会，便开始浮升，远离母体。由此可见，石花菜四分孢子的排放方式是首先排放四分孢子囊。经过一段时间后，四分孢子囊的裂痕处突然开裂，四分孢子被释放出来，向四方散开，它们之间的距离越来越大，接着慢慢下沉。刚刚分开的四分孢子呈长锥形、长卵形或不规则的长锥形等。
石花菜四分孢子囊枝和囊果枝成熟后，都会自然地排放四分孢子及果孢子，但其放散量相差很大。据观察，在孢子集中放散的时间内，四分孢子和果孢子每小时每克孢子囊枝可分别放散10000个和10个孢子。
孢子放出后大部分在数分钟内附着。如果孢子放出来之后，长时间（超过3小时）遇不到生长基，则失去附着力，以后再遇到生长基，孢子也不会附着了。在自然海区，大部分孢子附着于母体附近，而由于海水的活动，被带到其他地方的孢子，则可能因放出时间过长而失去附着能力。
孢子的萌发与幼苗生长
四分孢子或果孢子附着后就要萌发。它们的萌发和生长过程是相同的，而且其大小、形态也是相同的。为圆球状变形虫状，直径27.8-36.7微米，平均32微米，中央有一细胞核，核周围原生质浓厚，孢子内弥散着色素体。萌发时，色素粒先变成分散状态，同时在细胞的外侧，产生一个透明膨大的突起，此突起称为萌发管。接着，孢子内容物移入萌发管，原孢子空囊残留在一端。在孢子萌发后大约2小时左右，萌发管与孢子之间便产生隔膜。孢子萌发后所产生的细胞称为基本细胞，该细胞呈长圆形或长卵形，中央有一核，色素体稍呈网状且不均匀地分布在细胞内。基本细胞所具有的这种特异形态，对以后的分裂具有重要意义。孢子分裂时，首先分裂成2个细胞，一个为两端尖的纺锤形小细胞，一个为两端圆而中间稍狭的大细胞。在一般情况下，小细胞在上侧，大细胞紧贴在原孢子壳上。
以后，每次分裂产生的两个细胞再向横的方向分裂，同时在大细胞的顶端产生一个几乎没有色素的透明细胞。这个细胞向前端伸长，形成最初的假根，然后，萌发出的幼芽细胞再连续进行不规则的纵横分裂。萌发管突出20-25小时后，细胞数量增加到20-30个，其长经除去初生假根及原孢子空壳约为50微米左右。萌发管伸出70-80小时后，在与假根相反的一端出现一透明的生长点细胞。
第一假根自大细胞长出后，通常自小细胞又生出第二假根，但有的时候生长顺序相反，先从小细胞长出第一假根。
培养5-6天后，生长点开始分裂，生长加快，原有的两个细胞分裂区域的界限逐渐变得不明显。原孢子残壳渐渐模糊或消失，此时幼体长度约60微米，初生假根长约120微米。培养10天，幼苗平均长100微米左右，初生假根长达最大长度，约180微米，从此，初期假根开始萎缩。15天后，幼苗平均长140微米左右。21天，幼苗长可达800微米左右，侧假根东开始出现，基部分出小枝，初生假根继续萎缩。培养31天后，幼苗长达1毫米，个别可达2毫米，初生假根全部萎缩，但有的已重新生出二次假根束，侧假根束增多。35天后，幼苗长1-2毫米；多数幼苗重新生出二次假根束，成为主根。41天后，幼苗长达2毫米，全部重新生出二次假根束；侧假根束增至每株幼苗5-6束或更多而成为匍匐幼苗。再下海养育1个月，匍匐幼苗可长成石花菜小苗。
营养繁殖
匍匐枝繁殖
石花菜幼体长到一定大小后，便从基部在水平方向上长出匍匐枝，匍匐枝不断蔓延生长。匍匐枝向下生出假根，并附着在基质上，向上生长出直立体。这样不断生长，不断增加直立体的数目，从而形成许多直立体小苗。
假根繁殖
将石花菜根尖切除培养一段时间后，根尖就能再生出匍匐枝和直立体，并长成独立的新个体。生长在自然海区的石花菜，往往会被风浪从海底岩石上冲击下来，或者被人们采收上来。但是，石花菜的假根很容易断下来，并残留在原来生长的岩石上，这些残存在岩石上的假根往往就能够形成新的个体。石花菜的假根繁殖是一种对石花菜养殖具有重要意义的繁殖方式，利用石花菜的这一繁殖习性，我们可以在石花菜采孢子养殖结束后，直接采收养成绳上大个体石花菜，而将假根留在上面，让这些假根重新长成新的幼苗，继续进行养成。
营养枝的繁殖
如果将石花菜的分枝或主枝切除下来，残留在岩石上的切口处，仍能发出新芽，并继续生长形成完整的个体。被切除下来的枝体，如果夹在苗绳上，它便会继续营养体的生长。石花菜的分枝筏式养殖技术，就是利用枝体能离体生长的特性，从自然海区采收石花菜作种菜，然后劈枝并夹在苗绳上进行养成的。