Une spore de mousse haploïde germe et donne naissance à un protonème, un tissu multicellulaire vert qui ressemble superficiellement à une algue verte filamenteuse. Dans des conditions appropriées, d’autres cellules de mousse peuvent également être induites pour former un protonème. Le protonème est généralement souterrain et est rarement vu.
Des bourgeons se forment sur le protonème produisant la plante de mousse familière « feuillue ». Les organes reproducteurs mâles et femelles poussent généralement près de l’extrémité du gamétophyte « feuillu ». Ceux-ci sont appelés anthéridies et archégonies, respectivement. La plupart des espèces sont monoïques, en ce sens qu’antheridia et archegonia sont sur le même individu. D’autres espèces sont dioïques en ce sens qu’antheridia et archegonia sont sur des individus différents.
L’archégonium est multicellulaire et produit un seul œuf immobile. L’anthéridium est également multicellulaire mais il produit de nombreux spermatozoïdes mobiles avec chacun deux flagelles. Un spermatozoïde nage dans l’eau pour atteindre l’archégonium. Ensuite, il se déplace dans un tube de l’archégonium pour féconder l’œuf et former un zygote diploïde.
Le zygote subit une division cellulaire répétée et s’allonge pour devenir un sporophyte multicellulaire tout en restant attaché au gamétophyte « feuillu ». La tige mince du sporophyte s’appelle la seta et la pointe élargie s’appelle la capsule. Le sporophyte de la mousse est photosynthétique au début du développement, mais dépend plus tard du gamétophyte pour la nutrition. Tard dans le développement, le sporophyte se dessèche et devient brun. Ensuite, l’opercule (couvercle) se détache de la capsule et les spores haploïdes sont libérées dans l’environnement. La sous-classe des vraies mousses (Bryideae) a la particularité d’avoir des dents de péristome spéciales à l’intérieur du chapeau, qui régulent la dispersion des spores.