一旦雌、雄个体达到发情高潮期，特别是雌体出现呆立抬尾等待交配，雄体阴茎勃起、交配欲望强烈，同时结合雌性尿激素和阴道角化细胞率都达到峰值时，便是大熊猫的最佳配种时机。
大熊猫自然交配成功与否取决于雄体的交配经验、体力和雌体的配合。雌体的交配姿势与动作一般为站立、俯伏、后退、抬尾后抵等；雄体的交
配姿势和动作一般是站立爬跨、双前爪控制住雌体、后位插入、射精，再努力将雌体抱座于怀中，呈最佳省力、稳固、愉悦持久的交配姿势。野生大熊猫交配地点可以在地面，也可以在树上。一次交配过程持续时间从数秒到30分钟不等，一般1～3分钟。一次交配活动的结束，大多以雌体反身攻击雄体并逃离为标志。部分大熊猫一天内可完成多次交配，但一般一日一次。交配结束后，雌雄分离，独栖生活。交配过程中它们消耗体力很大，因而雄、雌体都要休息较长一段时间。更由于雄性外生殖器官的特殊结构，阴茎较短而粗，龟头呈“金元宝”样钝圆且无头冠，交配比较困难且易脱落；雌性大熊猫一年仅有一次发情，高潮期1～2天，人工饲养条件下雌、雄大熊猫发情高潮期又常常不同步，相互间选择性较强，稍有不满便会打架，难以发生交配行为，加上大熊猫排卵期很短，因而自然配种的时机较难把握，能产仔的母兽约为20%左右，专家们称为大熊猫“配种受孕难”。
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