真菌
除了球囊菌門與微孢子蟲外，其他門的真菌都可透過減數分裂產生配子、進行有性生殖（且基因組分析顯示球囊菌門與微孢子蟲的真菌應該也能進行有性生殖，只是尚未觀察到）。真菌有性生殖的過程與動物、植物相當不同，而不同真菌間特化來進行有性生殖的結構也有差異，是鑑定真菌物種的重要依據，而拿不同真菌進行交配實驗，觀察兩者能不能形成子實體，可以透過生物物種概念（biological species concepts）以兩者能不能成功交配、交配產生的子代有沒有生殖能力來判斷它們是不是同一物種 。主要的生物類群早期都是以有性生殖特化的結構與孢子差異來描述、區分的，例如產生子囊的子囊菌門與產生擔子的擔子菌門。有一些物種還有交配型之分，必須不同交配型的兩個體才可以交配（heterothallic），其他物種則可以和所有個體交配，甚至自交產生孢子（homothallic）。
真菌
最早具有典型真菌特徵的化石可追溯至24億年前的古元古代，是棲息於海底的生物，具有可能可以互相接合的菌絲狀構造 。另有研究比較相關生物類群的演化速率，以推測真菌應該在7-10億年前出現。古生代時許多真菌都是水生的，且像現生的壶菌一樣具有鞭毛，但也有部分真菌在寒武纪時就開始往陸地生長，較陸生植物的出現早上許多。隨後真菌演化出許多陸地生活所需的特徵，包括寄生、腐生、菌根與地衣等與其他生物的交互作用。2009年的一篇研究顯示子囊菌門的共祖便是腐生的，隨後多次在不同類群中，獨立演化出地衣的生長型態。有奥陶纪的真菌化石出現菌絲、孢子等特徵，和現生的球囊菌門真菌相當類似，當時陸生植物仍只有許多類似現生苔蘚的種類，尚不具有維管束 。原杉藻是一種重要的真菌化石，出現於志留紀晚期，並可能是當時陸地上高度最高的生物。泥盆紀早期真菌化石的種類開始變多，且特徵較更早化石典型許多，對其是否屬於真菌爭議漸漸減少，許多壺菌門與接合菌門的化石在中被發現。擔子菌門與子囊菌門也差不多在此時出現，到石炭紀的賓夕法尼亞世，多數現生真菌的綱都已經出現了。