Siklus reproduktif ayam biasanya berlangsung selama dua puluh empat jam selama bulan-bulan di musim panas. Siklusnya ditentukan oleh lamanya siang hari. Jika siang hari memendek, dan musim dingin mendekat, seekor ayam akan bertelur lebih sedikit, sebab ada hari-hari yang dilaluinya tanpa bertelur. Beberapa jenis ayam betina akan berhenti bertelur sama sekali hingga musim semi tiba. Alasannya adalah karena musim dingin merupakan musim yang tidak baik untuk merawat anak-anak ayam. Cuaca yang dingin akan memperkecil peluang bertahan hidup anak-anak ayam itu.
Ayam betina, seperti semua jenis unggas lainnya, mengeluarkan telur-telurnya melalui saluran keluar yang sama dengan saluran kotorannya. Karena ada kulit yang melipat ke bawah, telur-telur tidak terkontaminasi oleh kotoran apapun yang mungkin ada di dekat lubang pengeluaran. Seekor ayam betina tidak harus dikawinkan agar dia bisa bertelur. Sebagian besar ayam betina di tempat pemeliharaan ayam petelur bahkan tidak pernah sekalipun bertemu dengan ayam jantan.
Setelah ayam betina meletakkan telurnya, ia akan meninggalkan sarangnya. Telur itu dengan cepat akan menjadi dingin dan bisa menjaga sebuah embrio hidup terus hingga dua minggu. Setiap hari, ayam betina itu akan meletakkan telur lain hingga kemudian ada beberapa telur di dalam sarangnya itu. Kemudian ia akan jadi ayam pengeram. Seekor ayam pengeram akan duduk di sarangnya sepanjang siang dan malam, sayapnya akan merungkup sedikit sehingga telur-telurnya tetap hangat. Karena pertumbuhan embiro sempat terhenti saat telur-telur diletakkan, maka mereka akan berkembang secara bersamaan.
Ayam yang sedang dalam masa mengerami akan meninggalkan sarangnya sekali sehari untuk membuang kotoran, makan, dan minum. Siapapun yang mendekati sarangnya akan dia patuk. Setelah tiga minggu mengerami telur, anak-anak ayam akan menetas. Telur yang tidak menetas akan ditinggalkannya sebab ia kemudian akan membawa anak-anaknya ke luar sarang untuk pertama kalinya. Sarang itu kemudian akan ditinggalkan.
Di peternakan atau di tempat pemeliharaan ayam petelur, proses alami di atas akan dihilangkan. Cahaya lampu bisa membuat ayam berpikir bahwa lamanya siang hari tidak berubah. Hal ini menyebabkan jumlah telur yang dihasilkannya akan tetap. Setelah sebutir telur diletakkan, telur itu diambil. Ayam betina itu akan mengira bahwa telur di sarangnya itu selalu tidak cukup, dan dia akan terus bertelur lagi. Ayam yang menolak meletakkan telur di sarangnya akan didorong dengan cara meletakkan beberapa telur palsu di sarangnya. Ayam betina akan terus bertelur hingga mencapai usia dua atau tiga tahun.
Selain cahaya yang terang dan usia tua, ada beberapa alasan lain mengapa seekor ayam betina berhenti bertelur. Salah satunya adalah karena nutrisi pakannya yang buruk. Ayam yang tidak mendapatkan jumlah pakan yang tepat tidak akan mampu menghasilkan telur. Alasan lainnya adalah pergantian bulu. Setelah beberapa bulan bertelur, seekor ayam bisa memasuki siklus pergantian bulu. Karena besarnya energi yang dibutuhkan untuk berganti bulu, tubuh ayam tidak akan memiliki cukup energi untuk bertelur. Ayam betina juga bisa tidak bertelur selama beberapa waktu akibat stress atau penyakit.
Seumur hidupnya, seekor ayam betina bisa menghasilkan telur yang beratnya sebanyak tiga puluh kali bobot tubuhnya.jika satu telur sehari, selama hampir dua setengah tahun, maka jumlah telur totalnya adalah sekitar sembilan ratus telur. Untuk ayam yang ukurannya sekecil itu, itu adalah jumlah yang luar biasa.
