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小龙虾有其特殊性，雌雄虾交配前皆不蜕壳，行将交配时互相靠近，雄虾追逐雌虾，乘其不备将其掀倒，用第2至第5对步足抱紧雌虾头胸甲部，用第1螯足夹紧雌虾大螯，雌虾第2至第5对步足伸向前方，亦被雄虾大螯夹牢，然后两虾侧卧，生殖孔紧贴，雄虾头胸昂起，交接器插入雌虾生殖孔，用其齿状突起钩紧生殖孔凹陷处，尾扇紧紧相交。交配时两虾神态安详。交配结束后，雄虾疲乏，远离雌虾休息，而雌虾则活跃自由，不时用步足抚摸虾体各部。小龙虾交配时间长短不一，短者仅5分钟，长者能达1小时以上，一般为10～20分钟。雌虾产卵前的交配次数不定，有的交配1次即可产卵，有的交配3～5次才产卵。交配间隔短者几小时，长者10多天。在两虾腹部紧贴时，雄虾将乳白色透明的精荚射出，附着在雌虾第4和第5步足之间的纳精器中，卵子通过即可受精。
每年春秋为小龙虾产卵季节，产卵行为均在洞穴中进行。产卵时虾体弯曲，游泳足伸向前方，不停地扇动，以接住产出的卵粒，附着在游泳足的刚毛上，卵子随虾体的伸曲逐渐产出。
产卵结束后尾扇弯曲至腹下，并展开游泳足包住它，以防卵粒散失。整个产卵过程为10～30分钟。小龙虾的卵为圆球形，晶莹光亮，它不是直接粘在游泳足上，而是通过一个柄（或暂称卵柄）与游泳足相连。
刚产出的卵呈橘红色，直径为1.5～2.5毫米，随着胚胎发育的进展，受精卵逐渐呈棕褐色，未受精的卵逐渐变为混浊白色，并且脱离虾体死亡。小龙虾每次产卵200～700粒，也发现最多有抱1000粒卵以上的抱卵亲虾。卵粒多少与亲虾个体大小及性腺发育有关。
小龙虾的胚胎发育时间较长，在水温18℃～20℃时，需25～30天，如果水温过低，孵化期最长可达2个月。亲虾在抱卵过程中藏于角落，尾扇弯于腹下保护卵粒。遇到惊吓时，尾扇紧抱腹部迅速爬跑，偶尔亦作短暂弹跳，避开天敌。在整个孵化过程中，亲虾的游泳足会不停地摆动，形成水流，保证受精卵孵化对溶氧的需求，同时亲虾会利用第2、第3步足及时剔除未受精的卵及病变、坏死的受精卵，保证好的受精卵孵化的顺利进行。刚孵出的幼虾即似成虾，但体色较淡，呈淡黄绿色，尾扇并没有打开，经过3次蜕壳方把尾扇打开。小龙虾亲虾有护幼习性，仔虾脱膜后不会立即离开母体，仍然附着在母体的游泳足上，直到完全能够独立生活，才离开母体。刚离开母体的仔虾一般不会远离母体，在母体的周围活动，一旦受到惊吓，会立即重新附集到母体的游泳足上，躲避危险。仔虾在母体周围会生活相当一段时间才逐步离开母体营独立生活。由于雌虾有抱卵、护幼的习性，保护较好，孵化率一般都在90%以上，加之生活力较强，故繁殖量大。