油橄欖的核果從開始形成到成熟，約需4-6個月。一般把成熟過程分作初期、中期和后期。

一、果實發育的初期：

由嫩綠變為深綠，隨著果實膨大，又轉為淺綠。果皮光滑并出現許多小的白斑點（果點），這些斑點是由石細胞群所組成，其大小和多少依品種而有所不同。這時在中果皮的薄壁細胞中仍然含有葉綠體，所以果實呈現綠色。在中果皮內還形成許多石細胞，愈靠中果皮的內側，石細胞愈多。因此果實較硬。內果皮開始木質化，逐漸形成密集的石細胞，以后發育成核殼。此時，種子中的胚乳組織仍然很軟，含有大量的水分，幼胚還未形成。

二、果實發育的中期：

是果形定型的時期。果實的增大處于緩慢狀態。果皮顏色發生顯著的變化，逐漸變軟，顏色從綠色變成黃色和綠色，并開始變色，變成淺棕色或淺紅色。顏色變化因品種而異。在此時期內，中果皮的薄壁細胞內開始產生油滴，并逐漸增多。核殼基本形成，變硬，核殼表面的溝棱和花紋已經明顯。種子中水分仍然較多，幼胚逐漸發育形成子葉、胚根、胚莖和胚芽。種皮也逐漸形成。

三、果實發育的后期：

就是果實和種子成熟的時期。果皮的顏色逐漸由紫紅色變為紫黑色。果肉繼續變軟，細胞中含有大量的油滴和水分，并由小油滴聚集為較大的油滴。核殼更加變硬。種子內部水分逐漸減少。在種仁中同樣也形成大量的油滴。

根據在柳州對于卡林品種觀察的材料，果實的發育在4月下旬開始，從4月下旬至6月初為發育初期，果實生長迅速。增長速度在縱徑方面大于橫徑。內果皮開始變硬，形成核殼。從6月初至6月中旬的半個月期間，果實生長緩慢，核殼繼續硬化。

從6月下旬至7月中旬，果實生長再次加速，但生長速率低于初期，縱徑和橫徑生長速率相近。在中果皮內產生少量的油滴。從7月底至8月底果實增大生長停止，油分大量積累，果粉增多，果實開始著色并逐漸變為紫黑色，質地變軟，果實成熟。

各個時期的物候期因品種、地區和不同的年份而有差異。1964年在南京氣候條件下，對貝拉品種果實的觀察表明，從開花到果實成熟共需114-152天，在昆明地區，則是從5月下旬至9月中旬共約110天。據國外報道，油橄欖從座果到果實完全成熟一般所需要的天數，早熟品種130天左右，晚熟品種180天左右。

油橄欖果實發育過程的初期，落果現象嚴重。一般在一個花序上僅保留一至三個成熟的果實，而大部分的果實早期脫落。自花授粉所形成的果實，生活力較弱，容易早期脫落，未經授粉而僅是子房膨大所形成的幼果更易早期脫落。外界氣溫的變化影響授粉、受精和果實正常的發育，是落果的主要外界因素。油橄欖的落果現象在各種果樹中也是較突出的。這種現象與品種特性有關，一般大果品種結實率較低；小果品種結實率較高，個別小果品種的一個花序上能結五、六個果實。在阿爾巴尼亞認為有效結實率在1-3%就可以算是豐收。