牛的性成熟与发情周期是养牛业的重要环节，牛在8-12月龄达到性成熟，此时生殖器官已基本发育完全，公牛能产生精子，母牛能排出卵子，具有繁殖后代的能力。但性成熟并不意味着就可以开始配种，为了获得健壮的后代，公牛的配种年龄一般为2岁以上，母牛的初次配种年龄为1.5岁以上，不能过早配种繁殖。
母牛达到性成熟后，每隔18-24天发情一次，平均为21天，在一个发情周期内，母牛的整个机体由于性激素的作用会发生一系列复杂变化，既包括精神状态的变化，也包括生殖器官的变化，掌握好母牛的发情规律，对适时配种、提高受胎率具有重要意义。从母牛发情开始至下一次发情开始前的间隔时间，称为发情周期。发情周期分为发情前期、发情期、发情后期和休情期四个阶段。
发情前期是卵泡发育的准备阶段，随着上一个发情周期黄体的逐渐退化，新的卵泡开始发育，子宫内膜开始增生，腺体略有活动。这一时期母牛尚无交配欲，外阴部表现轻微肿胀，阴道黏膜稍变红润。母牛的发情期通常为8-18小时，因受到年龄、营养及季节等因素的影响，发情期也会有所变化。在发情期，母牛表现为精神兴奋、哞叫、食欲减退，外阴部潮红、肿胀，从阴门中流出有牵绊性的透明黏液。卵巢中的卵泡发育很快，达到成熟，破裂后排卵。这一时期母牛的交配欲十分强烈，是人工授精的最佳时期。
排卵之后，母牛即进入发情后期，这时母牛由性兴奋逐渐转入静止状态，但黄体开始形成并分泌孕酮。发情后期的持续时间为5-7天。休情期是母牛卵巢上的黄体持续存在、分泌孕酮的时期，约6-14天。如果卵子未受精，黄体开始退化成白体，新的卵泡逐渐发育，进入下一个发情周期。
掌握母牛的发情规律，适时配种，对提高人工授精的受胎率至关重要。养牛户应细心观察母牛的发情表现，做好发情鉴定和配种记录，以实现高效繁殖。