羅氏沼蝦為雌雄異體，體外受精。可以從雌雄蝦兩性的體表特征，用肉眼區別開來。
（1）生殖腺
兩性的生殖腺都位於心臟與胃囊之間，輸精管從精巢的中部伸出，穿過體壁開口於第五足基節，而雌蝦輸卵管開口於第三步足基節。成熟的卵巢比精巢大得多，卵粒肉眼可 見（圖15）。
（2）生殖細胞
雄性的精子形如釘，具有1個圓盤狀的頭部和1條刺狀的尾部；雌性成熟的卵細胞，橢圓形，核中位（圖16）。
圖16 羅氏沼蝦精子和卵子
1.精子 2.卵子
圖15 雌雄生殖器
雌性生殖器
1.第三步足基部內側 2.雌孔 3.卵巢前部 4.肝動脈通道 5.卵巢動脈 6.輸卵管 7.卵巢後部
雄性生殖器
1.輸精管 2.精巢前部 3.肝動脈通道 4.胸動脈通道 5.精巢後部 6.雄孔 7.第五步足基部內側
（3）雄性附肢
雄蝦第二腹足內肢與附肢之間有壹棒狀雄性附肢，而雌性無此結構。
（4）第二步足
雄性第二步足比雌蝦增長快，體長6～8厘米的雄蝦第二步足已接近其體長，性成熟的個體大大超過體長。而雌蝦的第二步足絕不超過體長。雄蝦第二步足底節比較膨脹。
（5）抱卵腔
雌性第1～3腹側甲延長加寬形成抱卵腔。
（6）精子受納區
雌性的第3～5步足底節距離較寬，形成八字形稱精子受納區（又稱受精器）（圖17）。而雄蝦靠得近。
圖17 雌蝦精子受納區
A.雄蝦 B.雌蝦
1.第二步足 2.第四步足 3.第五步足 4.精子受納區
（7）未成熟的雌、雄蝦鑒別
未成熟的雄蝦第壹腹節膜面中央有壹用手指能感覺到的硬塊，而雌蝦沒有（圖18）。
圖18 未成熟的雌雄蝦鑒別
A.雄蝦第壹腹節的中部橫斷面 B.第壹腹節的腹部