圈养条件下雌性大熊猫4岁左右，雄性大熊猫6岁左右进入性成熟，野外大熊猫性成熟稍晚。

雌性大熊猫每年发情一次，每次只有短暂的2到3天，发情时期通常在在每年的3到5月。成年雌雄大熊猫相互间主要通过气味嗅觉的通讯方式逐渐聚集在一个地方了解，到发情高潮时相互间通过连续不断的咩叫以及待配姿势等听觉、视觉通讯方式表达爱意并达成配对交配。在大熊猫交配场地有时有2到5只雄性大熊猫通过打斗竞争并先后都与同一雌性大熊猫成功交配的情况。交配多在地上，也有在树上进行。在交配现场也有亚成年以及交配能力弱的大熊猫在旁观摩学习。雄性大熊猫的发情行为随雌性大熊猫的发情行为发生而发生。在同一发情季节，一只雄性大熊猫可与多只雌性大熊猫交配，同样一只雌性大熊猫也可接受多只雄性的交配，因此在大熊猫世界的婚姻是多雄多雌制。交配完成后雌雄大熊猫再次分开单独生活，妊娠、分娩和育幼等工作由雌性大熊猫独自完成。