Eine haploide Moosspore keimt und führt zu einem Protonema, einem grünen vielzelligen Gewebe, das oberflächlich einer filamentösen Grünalge ähnelt. Unter geeigneten Bedingungen können auch andere Mooszellen zur Bildung von Protonema induziert werden. Das Protonema ist typischerweise unterirdisch und wird selten gesehen.
Auf dem Protonema bilden sich Knospen, die die bekannte „belaubte“ Moospflanze produzieren. Männliche und weibliche Fortpflanzungsorgane wachsen typischerweise in der Nähe der Spitzen des „belaubten“ Gametophyten. Diese werden als Antheridien bzw. Archegonien bezeichnet. Die meisten Arten sind einhäusig, da Antheridien und Archegonien auf demselben Individuum sind. Andere Arten sind zweihäusig, da Antheridien und Archegonien auf verschiedenen Individuen sind.
Das Archegonium ist vielzellig und produziert ein einzelnes unbewegliches Ei. Das Antheridium ist auch vielzellig, aber es macht viele bewegliche Samenzellen mit jeweils zwei Flagellen. Eine Samenzelle schwimmt durch Wasser, um das Archegonium zu erreichen. Dann wandert es eine Röhre im Archegonium hinunter, um das Ei zu befruchten und eine diploide Zygote zu bilden.
Die Zygote durchläuft eine wiederholte Zellteilung und dehnt sich aus, um ein mehrzelliger Sporophyt zu werden, während sie noch an den ‚belaubten‘ Gametophyten gebunden ist. Der dünne Stiel des Sporophyten wird Seta genannt und die vergrößerte Spitze wird Kapsel genannt. Der Moossporophyt ist früh in der Entwicklung photosynthetisch, hängt aber später für die Ernährung vom Gametophyten ab. Spät in der Entwicklung trocknet der Sporophyt aus und wird braun. Dann löst sich das Operculum (Deckel) von der Kapsel und haploide Sporen werden an die Umwelt abgegeben. Die Unterklasse der echten Moose (Bryideae) ist einzigartig, da sie spezielle Peristomzähne in der Kappe hat, die die Sporenausbreitung regulieren.