木瓜的雌蕊经授粉受精后，子房发育成为幼果，幼果继续发育至成熟。如花朵未经授粉受精，则在谢花后2~3天子房变黄，花朵脱落。在高温干旱、低温阴雨、坐果过密、肥水缺乏和药害等，均可引致落花落果。
木瓜花朵在授粉受精后果实开始发育。自开花至果实成熟采收的历期，因品种而异；同一木瓜品种在不同地区、不同季节而不同。如在广州地区，在4月上旬开花的，约经180天才成熟；在4月下旬开花的，约经160~170天成熟；在6月上旬开花的，仅需110~120天便能成熟；如果是在9月以后才开花的，要180~210天才成熟。温度高，光照足，有利于木瓜果实的发育和品质的提高。在海南热带地区，温度髙，日照时数多，果实发育的历期短，品质优良。低温使木瓜果实发育历期大大延长，且果肉有明显苦味，品质较差。
木瓜果实发育呈曲线变化，内含物也发生变化。木瓜在开花后62~69天是果实重量增长高峰；当果实发育至72~82天时，种子的胚迅速发育，重量迅速增加。果实和种子的迅速发育均需大量的糖类，故此时期果实中可溶性糖类含量迅速上升，而淀粉含量下降至最低点。木瓜果实在发育后期，果实体积和重量增加缓慢，种子趋于成熟，此时果实中的淀粉大量累积，直至成熟前，淀粉又急剧转化为可溶性糖。维生素C的含量随果实发育而不断增加，以果面出现黄色条纹时增加最迅速，至果实顶部出现黄色时达最高值。
木瓜的果实为浆果，果实含水量约90%，干旱、光照和养分不足，必然影响果实的充分发育。未成熟的木瓜富含白色乳汁。乳汁除含水分外，还含有大量的酶类，主要是木瓜蛋白酶，尚有溶菌酶、脂肪酶、氧化酶、凝乳酶、肽酶、纤维素酶等，在饮料、制革、药品和化妆品中有广泛用途。割取木瓜酶是木瓜生产的另一目的，每一个果实约可割取乳汁2克，果实尚可作其他的加工利用。
木瓜果实的形状因品种、株性而不同，有长圆形、椭圆形、纺锤形、倒卵形、梨形等。即使同一植株上的果实，其果形有时也有不同。木瓜同一品种的不同植株所结的果实，其形状、大小及品质，单株间差异很大。在台湾台南区农改场由果实品质与园艺性状间关系的调査得知，在日升品种上，果实的甜度与果实长度、开始结果的髙度，呈极显著负相关；果肉厚度与果实的长度呈极显著的正相关。即果实愈长，开始结果的部位愈高，甜度愈低；但果实长，果肉也厚。据此，在同一品种中可进行优良单株选择，并用扦插繁殖法、侧芽组培繁殖法，获得优良的营养系后代。
