鸵鸟在2到4岁达到性成熟；雌鸵鸟要比雄鸵鸟早六个月。野生鸵鸟虽然有一夫一妻制，但通常以一夫多妻制为主，多为1公2母。交配季节为每年三四月份到九月。

母鸟面对发情对象时会有直立、排尿、排粪和出现其他动作，并以发出嘶声、啄、踢等动作驱赶其他母鸟或其他非目标的雄鸟。公鸟的求偶行为通常稍晚，当求爱开始时会表现出极大的敌意，将翅膀高举，尾竖起，以此姿势发出嘶声，向其他公鸟或其他动物作出威吓，有时也以此姿势追赶所选择的母鸵鸟。当公母鸵鸟配对后，它们会选择远离大群体的地方，继续求偶行为，而公鸟两翼会左右摇摆，围绕在母鸟身旁跳“求偶舞”，有时母鸟会一起跳。

交配过程很特别，由一群雌鸵鸟进行打斗，根据胜利的顺序排定与雄鸵鸟的交配顺序。筑巢的工作主要由公鸟负责，偶尔母鸟也会参与筑巢，鸵鸟喜欢在沙地筑巢，公鸟会在母鸟开始产蛋前就在巢的附近守卫，对巢穴的安全十分警觉，故在繁殖季节时公鸟会变得较具攻击性，母鸟在产蛋期间也可能较具攻击性，但大部分时候都是比较驯良的。

鸵鸟蛋重量可达1.3公斤，是已知世界上最大的鸟蛋，但其实鸵鸟蛋相对鸵鸟的身体而言比例是所有鸟中最小的。野生母鸵鸟每只每次生产蛋约8～15只，因每窝有多只母鸟产的蛋，所以每窝约可有20至15只蛋，年产蛋约30至40颗；在驯养的状态下，因产蛋后就被取走，因此产蛋数较多，一般年平均产蛋数为60至100只。

鸟蛋白天由雌鸟孵化，晚上则由雄鸟孵化。孵化期平均为42天，自然孵化时，公母鸟会轮流孵化，白天由母鸵鸟孵，晚上由公鸟孵。鸵鸟对孵蛋的保护意识很强，孵蛋时经常将头放在地上，此举是预防被其他动物发现，此时的鸵鸟极具攻击性，受攻击时会进行反抗以保护蛋。在野外情况下，蛋育孵化后，养育幼鸟的工作由公鸟负责。鸵鸟蛋重约1,100至1,800克，是鸡蛋重量之20至30倍，蛋壳呈光亮白色至奶油淡黄色，蛋壳厚而且坚硬。