Самки, как правило, крупнее рабочих, а также отличаются от них строением груди и наличием крыльев. После «брачного полёта» и оплодотворения они сами себе обламывают крылья, чтобы основать новую семью или остаться в материнской колонии[3]. К крупнейшим муравьям на Земле относят маток (королев) рода кочевников Dorylus, которые в оседлую фазу в момент созревания яиц имеют сильно увеличенное брюшко и общую длину до 5 см (Dorylus wilverthi)[4].

Для большинства видов муравьёв характерно, что царицы и рабочие (диплоидные особи) развиваются из оплодотворённых яиц — у них имеется два набора хромосом, полученных от сперматозоида и яйцеклетки. Самцы гаплоидны[3]. Муравьи некоторых видов способны размножаться путём партеногенеза, при котором самки появляются из неоплодотворённых яиц[5], а у вида Mycocepurus smithii все особи женского пола[6].

Спаривание происходит только один раз во время «брачного полёта» с самцами[7]. Матка получает при этом запас спермы самца, расходуемый постепенно на протяжении всей её жизни. Продолжительность жизни муравьиных маток очень велика, она может составлять до 12—20 лет, в зависимости от вида[3]. Муравьиные королевы живут в 100 раз дольше, чем большинство одиночных насекомых аналогичного размера[8]. Рекордный показатель для муравьёв и социальных насекомых равен 28 годам для матки Lasius niger, которую содержали в лабораторном гнезде[9].

В зрелых муравейниках матки большинства видов прячутся в недрах гнезда и при первой же опасности убегают. Однако у некоторых видов самки занимаются сбором пищи, покидая гнездо. В молодых растущих гнёздах матки остаются в гнезде, поддерживая собственное существование и выращивая первых рабочих за счёт жировых запасов и подвергающихся гистолизу мышц крыльев. Царица кормит личинок специальным слюнным секретом[3] и/или особыми «кормовыми» яйцами. Количество доступного корма сначала весьма ограничено, поэтому между числом и размером первых рабочих ищется компромисс — все они, как правило, мелкие или даже карликовые[3].

У некоторых муравьёв наблюдается сходство с роением у медоносных пчёл. В определённое время одна из королев со «свитой» покидает семью и переселяется на новое место, создавая там новую колонию (почкование колоний)[10].