A fonálférgek csaknem kivétel nélkül váltivarúak.
A hímek csíraszerve egy csőszerű képlet, melynek vezetéke a végbélnyílással közösen nyílik a külvilágra. A hímnek a farki végén, főleg az élősködő életmódot folytató fonálférgeknél igen gyakoriak a járulékos ivarszervek. A járulékos ivarszervek a fajok meghatározására alkalmas alakú és nagyságú chitinpálcikák vagy spiculumok illetve a párzótáska. A párzótáska alapján lehet a legmegbízhatóbban meghatározni a hímeket a sajátságos, bordákkal megerősített, mozgatható oldallebenyeik miatt.
A női ivarmirigyek ugyancsak csőszerűek. A petefészekből kiinduló petevezető, a fajok szerint változó szerkezetű méhbe folytatódik, melynek nyílása gyakran a test végén, számos fajban azonban a test közepén vagy éppen az elülső harmadban található. A méhnek hossza, tágassága, kanyarulatainak száma a benne felhalmozódó petéknek mennyisége szerint a különböző fajokban más és más lehet.
De változó viszonyokat találunk a petéknek a méhen belül való fejlődése tekintetében is. Vannak fajok, amelyek méhében a fejlődésnek igen alacsony szakán álló peték vannak felhalmozva s az utóbbiak ilyen kezdetleges fejlettségi stádiumban is ürülnek ki a külvilágra. Ezeket ovipar fonálférgeknek nevezzük. Az embryonális fejlődés ebben az esetben a petéknek a külvilágra jutása után kedvező viszonyok (nedvesség és hőmérséklet) fennforgása esetén a fajok szerint más-más idő alatt fog bekövetkezni. Ilyen fonálférgek pl. az Ascaris, a Trichuris-fajok stb.
Számos fonálféreg-faj magzati fejlődése már a méhen belül indul meg, azaz a méhből kijutó peték a barázdálódás különböző szakaszait tüntetik fel. Ezeket ovovivipar fonálférgeknek nevezzük. Ebben az esetben a magzati fejlődés esetleg már a méhen belül, vagy pedig a méhből való kijutás után rövidesen befejeződik, azaz a féregalakú, mozgó magzat kialakulása után el is hagyja a pete burkait. Ilyen a bányaféreg (Ancylostoma), különböző Strongylia-fajok fejlődése.
Végül vannak olyan fonálférgek is, amelyek méhében az embryonális fejlődés minden szakaszát feltüntető peték, sőt nagyrészben már szabad magzatok is vannak. Ezeket elevenszülő (vivipar) fonálférgeknek nevezzük. Idetartozik pl. a Trichinella spiralis különböző Filaria-fajok stb.
A fonálférgek petéinek alakja, nagysága, szerkezete az egyes fajokra nézve igen jellemző sajátságokat tüntet fel, úgyhogy egyes fonálférgekkel való fertőzöttségnek kiderítése éppen a petéknek kimutatásával valósítható meg. A petékből kibújt féregalakú magzat postembryonális fejlődése nagyon változatós módon történhet. Ez lehet részint közvetlen (Ascaris, Trichuris, Oxyuris), részint bizonyos ideig szabadon éléssel és végül köztigazdával kapcsolatos. A postembryonális fejlődés során a fonálférgek az ivarérettség eléréséig többször vedlenek. A legtöbb fonálféreg négyszer vedlik. Csak egyetlen család képviselőinél tapasztaljuk a fejlődésnek azt a sajátos módját, hogy szabadonélő váltivarú és erre szűzen szaporodó parasitikus egyedek következnek egymásután. Ezt a jelenséget heterogoniának nevezzük.
Brehm: Az állatok világa