L'ambroisie est une plante tardive.
Son développement est lent mais généralement important.
Son cycle de vie est annuel : elle naît au printemps à partir d'une graine, se développe, fleurit et émet du pollen, produit des fruits contenant des graines et meurt dès les premiers froids de l'hiver.

Les graines d'ambroisie se conservent très longtemps dans le sol : elles peuvent conserver leur pouvoir de germination plus de 10 ans.

Seules les graines présentes entre 0 et 3 cm de profondeur dans le sol peuvent germer. Il leur faut pour cela de la lumière et une température comprise entre 20 et 25°C. La levée peut démarrer dès la fin avril et se prolonger jusqu'en juin.

L'ambroisie se développe végétativement jusqu'à fin juillet.
De nombreuses ramifications apparaissent à la base de la tige principale pour former une touffe buissonnante qui s'élargit régulièrement et gagne en hauteur.

La plante finit par atteindre un grand développement.

Les hampes florales apparaissent à partir de fin juillet.

Les fleurs mâles commencent à émettre du pollen en août. La production de pollen s'accroît régulièrement pour être maximum en septembre (pic pollinique).

L'émission se poursuit en décroissant jusqu'en octobre.

Les fleurs femelles fécondées produisent des graines en grande quantité (pouvant dépasser 3 000 par pied).

Ces graines tombent sur le sol à proximité de la plante mère. Elles s'accumulent ainsi dans le sol, en état de dormance, et constituent une réserve (banque de graines) capable de produire de très nombreuses générations d'ambroisie.

L'ambroisie, dans les conditions idéales, émet de grandes quantités de pollen. Mais, même en conditions difficiles, elle est capable de produire de nombreuses fleurs qui libèrent du pollen. Ainsi, sur les bords de route, même après avoir été tondue, elle reste capable de fleurir et de faire des graines tout en conservant une très petite taille.

Le grain de pollen ne doit pas être confondu avec la graine. Il est en fait l'équivalent végétal des spermatozoïdes des animaux (gamète mâle).

En tant que plante pollinisée par le vent (plante anémogame) l'ambroisie à feuille d'armoise émet du pollen en très grande quantité (un seul pied en libère plusieurs millions par jour).

Le pollen, émis par les fleurs mâles, est très petit (18 à 20 microns de diamètre), sphérique et léger. Sa surface est recouverte d'excroissances caractéristiques appelées « épines ».
Il est aéroporté sur de très grandes distances (parfois plus de 40 Km).

L'émission est conditionnée par les conditions climatiques :

- la fraîcheur et l'humidité empêchent l'ouverture des fleurs mâles,

- un temps sec et venté, avec une température douce, facilite l'émission qui est à son maximum le matin et jusqu'en milieu de journée, ainsi que l'entraînement du pollen par le vent.