野生大熊猫性成熟年龄一般晚于圈养大熊猫1～2年。在人工饲养条件下有个体差异，雄性大熊猫性成熟年龄一般为55～65岁，而最早完成交配的个体为45岁，最晚为85岁；雌性大熊猫性成熟年龄一般为45～55岁，而最早25岁即表现出较典型的发情行为，最晚为75岁左右。雄性大熊猫性成熟年龄比雌性晚一年左右，体成熟比性成熟年龄晚1～2年。

大熊猫正常的发情受环境、气候、营养水平、健康状况、饲养管理等多种因素的影响。20世纪90年代之前，限于对大熊猫的自然习性认识不足，圈养大熊猫多数不能表现出正常的发情行为，雄性的正常自然发情、交配率低于10%，雌性约为50%，专家们称为大熊猫“发情难”。

大熊猫为季节性单次发情动物，即仅在一年中的特定季节发情一次。雄性的发情周期在每年的2～7月，持续时间较长；雌

性发情期通常在每年的2～5月，发情持续时间较短（1～3周），能够接受自然配种的时间一般不超过3天，而且根据地球的经纬度、海拔高度、环境气温、营养状况以及年龄等的不同而表现出较大的差异。一般来讲，大熊猫在春季发情秋季产仔，但也有较少秋季发情而冬季乃至春季（1～2月）产仔的例子。

雄性在发情前，从12月开始将肛门腺分泌物标志在冷杉或云杉、岩石等的基部，还可沾于粪团上，这是气味标志。大熊猫的发情行为，雄性比雌性强烈，尤以4月份更为频繁，所散发的酸臭气味也最浓，标志处的气味在一周内都可以嗅到，故在4月份通过粪便就能嗅出发情个体的性别。发情时的另一种行为，是雄性两前肢触地，身体倒立，一后肢搭在树干上，其包皮腺分泌物混入尿液中排出，洒在稍高的树干上作为气味标志。这种动作被称为“手倒立”。发情时的听觉信息，一般是“nou、bou”、“kuan、kuan”、“nau、nau”、“nang、nang”、“mou、mou”的叫声，有时又发出“mie、mie”（近似羊叫“咪咪”）的叫声。但在不同发情期，叫声也各不相同，其高潮期以咩叫声（Bleat）和鹃鸣声（Chip）相组合的叫声最多。发情期的视觉标志，则是抓树咬枝等烦躁行为。当群体内1只雌体发情，通过信息传递，能感受到的雄体开始尾随。若雌体发情高潮时活动于山脊等高处，信息传递较远，尾随的雄体可达4～5只，它们之间必然展开激烈的争斗，并发出尖锐的被打击的犬吠声，争斗之后，胜者可与雌性交配。若雌体发情时活动于低谷，信息传递受到限制，引来尾随的雄体仅1～2只，且多缺少争配对手，叫声也少。

人工圈养的年轻大熊猫（10岁以下）发情期较长，可持续2～3周，中年雌性（10～18岁）的发情期可持续1～2周，老年个体（19岁以上）的发情期较短，一般为5～7天。但无论那个年龄段的雌性大熊猫，其发情高峰期（排卵期）基本一致，持续时间仅1～2天，个别的只有几小时，如果配种时间把握不好，就会丧失母兽受孕机会。