芝麻的花着生在叶腋内，每个叶腋的花属于一个花序。其花序为复二歧聚伞花序。这种花序在分化时，先在叶腋中央形成第一朵花，然后在第一朵花的两侧形成第二朵和第三朵花，以后再在第二、第三朵花的两侧各形成两朵花。然而，不同的品种，其花序分化的程度是不一样的。

有的品种如中芝5号和一些农家品种，在叶腋形成第一朵花后，花的分化就结束了，这就成为单花品种。大多数品种，如豫芝4号等，叶腋可形成3朵花，称为叶腋三花品种。还有的品种，如熊芝1号、豫芝6号等，植株中部叶腋可分化出7朵花，其中有四五朵都可以结蒴，这就称为多花品种。

芝麻的开花过程可分为现蕾、露冠、开放、萎冠几个阶段。当肉眼可以看到绿色花蕾时，称为现蕾。现蕾后约经过4天，花冠长大到露出花萼称为露冠。露冠后经2.5天时间，花冠可长到晟大，次日即可开放。开花后当天下午萎冠，次日即易脱落。花冠脱落时雄蕊和花柱也一起随之脱落。