Alligatoren vermehren sich durch innere Befruchtung, Paarung in der Nacht und legen schließlich 35 bis 50 Eier in eine kleine Grube, die dann mit einem Nest aus verrottender Vegetation bedeckt wird. Es werden etwa fünfmal so viele Weibchen geschlüpft als Männchen nach einer Inkubation von 65 Tagen, wobei das Geschlecht der Nachkommen eher durch die Temperatur als durch genetische Unterschiede bestimmt wird. Die Mutter bewacht die Eier und gräbt sie aus, wenn sie schlüpfen.
Trotz ihres anfänglichen elterlichen Schutzes bieten Alligatoren ihren Jungen keine Nahrung und setzen sie nach dem Schlüpfen schnell wieder aus. Etwa 80 Prozent gehen sehr früh in ihrem Leben durch Raubtiere verloren. Dies kompensieren sie, indem sie viele relativ kleine Eier legen, sodass einige trotz der hohen Verluste überleben.
Weibchen werden größer geboren als Männchen, obwohl Männchen letztendlich größer werden. Es gibt viel mehr weibliche Alligatoren als männliche, und jedes dominante Männchen paart sich mit bis zu 10 verschiedenen Weibchen in seinem Territorium. Er lockt Weibchen mit Gebrüll und Grollen an, von denen viele unterhalb der Reichweite des menschlichen Gehörs liegen und im Wasser offensichtliche Störungen verursachen.
Alligatoren ähneln in vielerlei Hinsicht den eng verwandten Krokodilen. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Alligatoren eine breitere Schnauze haben und nur ihre oberen Zähne freiliegen, wenn ihr Maul geschlossen ist.