Тополя являются двудомными деревьями: чтобы не допустить самоопыления, мужские и женские цветки находятся на разных растениях.

Пол дерева довольно легко определить до того, как растение зацветет. Для этого снимают почку, из которой будет развиваться цветок, разламывают и рассматривают её верхнюю часть под лупой. Если дерево мужское, на срезе можно будет увидеть напоминающие зёрна пыльники, тогда как женские особи зёрен не имеют: вместо этого у них завязь с зачатком рыльца.
Цвести растение начинает на десятом году жизни, как и многие деревья, весной или до, или одновременно с появлением листьев. Клейкие почки тополя в определённый момент очень быстро набухают и мгновенно распускаются. Когда показываются цветки, почки ещё некоторое время держатся на дереве, после чего осыпаются.Цветы растения собраны в соцветия, по форме напоминающие серёжки (они могут иметь различную форму: цилиндрическую, прямую или повислую). Для сережек, растущих на мужских деревьях, характерен красный цвет, тогда как женские соцветия жёлтого цвета с зелёными пестиками.Опыляются растения весной при помощи ветра, который подхватывает пыльцу с мужских деревьев и переносит к женским растениям. В результате женские цветки превращаются в зелёного цвета коробочки, которые по мере созревания чернеют.В коробочке находятся черные семена (в одном грамме более тысячи штук). У основания они имеют пучок из огромного количества тонких волосков, известных под названием «тополиный пух».Через полтора-два месяца после опыления, коробочки открываются, в результате чего тополиный пух разлетается во все стороны, а деревья укрываются белой шубой. Несмотря на огромное количество семян, большая часть не приживается: они очень быстро теряют всхожесть, поэтому если тополиный пух не успевает их доставить на подходящий грунт, они пропадают. Поскольку семена очень лёгкие, чтобы закрепиться, им нужно за что-нибудь зацепиться (за камешек, веточку, соломинку), иначе тополиный пух вместе с семенем улетит дальше.