海胆卵子为沉性卵，体外受精。受精后，经卵裂由多细胞发育至囊胚期。然后，经膜旋转囊胚，脱膜旋转胚进入原肠期，这时囊胚的植物极一端变扁平，并逐渐向内陷入。在内陷的顶端及两侧，均有许多较大的细胞为间叶细胞。胚体再经原肠后期发育至棱柱幼虫。棱柱幼虫的口叶突出，前端呈弧形。幼虫左右两侧的三射骨针已长大，一支伸向幼虫的后端，一支伸至幼虫的前端。此期内，消化道未开通，尚不能摄食，幼虫趋光性很强，多密聚于水表层，棱柱幼虫进一步发育，幼虫口叶的前端，由弧形变成一平面形，同时在相对面的左右两侧，突出一对肉芽的幼虫腕幼体，此时幼虫消化道形成，开始从外界摄取食物。幼虫的胃较大，呈圆囊形，即发育至四腕幼虫，发育至四腕幼虫后不久，在前侧腕和口后腕之间又生出一对后背腕，此时幼虫称为六腕幼虫。六腕幼虫随着发育个体越来越大，结构也越来越复杂。在幼虫的前侧腕的内侧，突出一对口前腕，至此幼虫的4对腕全部形成，进入八腕幼虫期。当口前腕生出不久，在接近幼虫腕基部的部分，纤毛带成水平方向，突出于身体的表面，形成两半环状的纤毛带，称为前肩片。同时，在幼虫的后端，以同样方式形成两条半环状的纤毛带，称为后肩片。其排列方向在幼虫的左右两侧，前后肩片随着幼虫的发育明显地突出于体表，成为幼虫的运动器官。肩片出现后不久，幼虫身体左侧，逐渐变得平坦，前庭复合体（海胆基）明显可见。由于前庭复合体的日益增大，挤压了原来的幼虫的胃。最后，前庭复合体的体积，可超过胃的体积。幼虫棘由体表生出，并逐渐增多。这时前庭复合体中5只初级管足，冲破前庭腔伸出体壁，成为幼虫的运动器官。这样，幼虫的腕逐渐消失，幼虫由浮游生活转入底栖生活。幼虫借助管足顶端的吸盘附在底质上，变态至稚海胆，生活方式由浮游向底栖改变，幼虫的摄食习性，也由摄食浮游单细胞转向摄食底栖硅藻类。

海胆发育因种类不同，或环境条件特别是水文条件的差异而影响发育速度。马粪海胆在水温14℃-17℃条件下，受精卵经2小时开始分裂为2个细胞；15小时左右形成囊胚；26小时进入原肠期；44小时发育至棱柱幼体；66小时发育成四腕长腕幼体；10天左右发育到八腕长腕幼体；ll天出现前后肩片；14天前庭复合体中5个呈锯齿状的齿基本明显突出；24天出现棘，管足冲破前庭壁；26天管足伸出幼体壁；28天即可变为稚海胆。如果水温提高到20℃左右，只需17-18天即可完成变态。