Gifkikkers hebben een bijzondere voortplanting. Anders dan onze eigen inheemse kikkers die na het afzetten van de eieren in het water hun legsel verlaten, leggen de meeste gifkikkers eieren op het land en besteden ze daar intensieve broedzorg aan. Naast het nathouden van het legsel dragen de ouders de uitgekomen larven op hun rug naar open water. 

Bij de meeste gifkikkersoorten bezetten de mannetjes een territorium. Ze verdedigen een klein stukje van de bosbodem tegenover andere mannetjes. Het meest intensief verdedigen ze de kern van hun territorium dat enkele vierkante meters groot is en onderdeel uitmaakt van de tientallen vierkante meters die de kikkers gedurende de regentijd gebruiken als leefgebied. Binnen

Voordat tot voortplanting wordt overgegaan moet een geschikte partner worden gevonden. De roep van het mannetje speelt een sleutelrol in het aantrekken van een vrouwtje. Gifkikkersoorten hebben elk een specifieke roep, wat de kikkers goed in staat stelt om aan soortgenoten te laten weten waar ze zijn. 

Wanneer een vrouwtje ingaat op de roep van het mannetje kan het nog uren duren voordat er eieren worden gelegd. Gifkikkers hebben een uitgebreid paringsritueel, waarbij wederom de soorten behoorlijk kunnen verschillen in het gedrag dat ze daarbij laten zien. Het basispatroon in het ritueel wordt gevormd door een lange achtervolging van het mannetje door het vrouwtje.

De meeste gifkikkers leggen hun eieren op het land. Dat doen ze om het relatief grote aantal ei-etende roofdieren in het water te ontlopen ten opzichte van de minder talrijke ei-etende roofdieren op het land. Omdat de luchtvochtigheid in het regenwoud hoog is, kunnen de eieren in een kleine geleimassa prima op het land ontwikkelen.

De legsels van gifkikkers zijn kwetsbaar voor uitdroging, schimmelinfecties en opeten door roofdieren of soms zelfs soortgenoten. Om de overlevingskansen van de op het land gelegde eieren te vergroten, verzorgen gifkikkerouders hun legsels. Bij verreweg de meeste gifkikkersoorten zijn het de mannetjes die de eieren bewaken en regelmatig nathouden.

Kikkerouders staan voor een groot aantal belangrijke keuzes wanneer ze hun jongen in een poeltje achterlaten. Voor vrouwtjes die hun jongen van voedseleieren voorzien, is het belangrijk om de kostbare voedseleieren aan eigen jongen te voeren en niet aan die van een ander vrouwtje. Het vrouwtje onthoudt niet alleen feilloos in welk poeltje de larven zich bevinden,

Er zijn sterke relaties tussen het aantal eieren, de afzetplaatsen voor larven en de vorm van ouderzorg die gifkikkers aan hun nakomelingen geven (Summers & Tumulty, 2013). De grotere legsels van 10-60 eieren maakt intensieve zorg voor individuele nakomelingen moeilijk.