Sonbaharda kış uykusuna yatan ayılar, ilkbahara kadar kuru dal ve otlarla döşenmiş, güvenli barınaklarından hiç çıkmazlar. Kış uykusuna yatmadan önce bol bol yemek tüketirler ve derilerinin altındaki yağ tabakasını arttırmak için kayın kozalağı ve kestane gibi yiyecekleri bol miktarda yerler. Vücutlarında yağ depolamaları zorunludur çünkü ilkbaharda barınaklarından çıktıklarında kilolarının büyük bir kısmını kaybetmiş olurlar. Eğer bir insan bu kadar kilo kaybederse hayatta kalması çok zor olur. Ancak ayılar, vücut ağırlıklarının çoğunu kaybetseler de yaşamlarını sürdürebilirler.

Doğum, ayıları mağara yaşamına döndüren önemli bir etkendir. Genellikle üç yavru doğuran ayılar, bahara kadar yavrularını sütle beslerler ve bu süre zarfında barınaklarından hiç çıkmazlar. Yavrular kör, dişsiz ve tüysüz olarak doğarlar. Mağaradan çıktıklarında anneleri tarafından korunmaları gerekir, yoksa avcılar ya da erkek ayılar tarafından öldürülebilirler.

Kutup ayıları ilkbaharda çiftleşir. Eşler geçicidir ve çiftler arasında kalıcı bir bağ olmadan yalnızca üreme amacıyla bir araya gelirler. Gebelik süresi yaklaşık olarak 240 gündür (8 ay). Yavrular, anne tarafından ekim ayında derin karın içinde kazılan bir inde kışın başında doğar. Genelde iki yavru doğar, nadiren bir veya üç yavru doğabilir. Dört yavrunun doğduğu çok nadir görülmüştür. Diğer tüm Ursus ayılarında olduğu gibi, kutup ayılarının yavruları doğduklarında çok küçüktürler. Tipik olarak 30 cm boyunda ve ortalama 700 gram ağırlığında olurlar.

Doğduklarında neredeyse tamamen korumasız, tüysüz ve kördürler. Bir ay sonra gözleri açılır, 1,5 ay sonra ise yürümeye başlarlar. Katı yiyeceklerle beslenmeye başlamaları 4-5 ay sonra olur. On ay boyunca annelerinin yanından ayrılmazlar, bu süre zarfında anneleri onlara avlanmayı ve erkek ayılardan korunmayı öğretir. Anneleri, yavrularını 2,5 sene boyunca diğer tüm ayı türlerinden daha fazla ve sadece deniz memelileri ile karşılaştırılabilecek %33 oranında yağ içeren sütle emzirirler. Cinsel olgunluğa 3-4 yaşlarında erişirler. Yetişkin kutup ayılarının 30 yılı aşkın süre yaşadıkları bilinmektedir.

Ayıların üreme davranışları ve yavru bakımı, türün hayatta kalma stratejilerinin merkezindedir. Hem kara ayıları hem de kutup ayıları, yavrularını koruma ve besleme konusunda özel adaptasyonlara sahiptir. Bu adaptasyonlar, yavruların hayatta kalma şansını artırmakta ve türün devamlılığını sağlamaktadır.