Tại Altenburg vào ngày 24 tháng 10 năm 1636, Ernst kết hôn với em họ của mình là Elisabeth Sophie xứ Sachsen-Altenburg. Kết quả của cuộc hôn nhân này là Sachsen-Gotha và Sachsen-Altenburg được thống nhất lại khi vị công tước cuối cùng của dòng dõi (anh họ của Elisabeth) qua đời không con vào năm 1672. Ernst và Elisabeth Sophie có 18 người con:

1. Johann Ernst (s. Weimar, 18 tháng 9 năm 1638 – d. Weimar, 27 tháng 11 năm 1638).
2. Elisabeth Dorothea (sinh Coburg, 8 tháng 1 năm 1640 – mất Butzbach, 24 tháng 8 năm 1709), kết hôn vào ngày 5 tháng 12 năm 1666 với Ludwig VI, Bá tước xứ Hessen-Darmstadt.
3. Johann Ernst (sinh Gotha, 16 tháng 5 năm 1641 – mất vì bệnh đậu mùa, Gotha, 31 tháng 12 năm 1657).
4. Christian (s. và d. Gotha, ngày 23 tháng 2 năm 1642).
5. Sophie (s. Gotha, 21 tháng 2 năm 1643 – mất vì bệnh đậu mùa, Gotha, 14 tháng 12 năm 1657).
6. Johanna (s. Gotha, 14 tháng 2 năm 1645 – d. [do bệnh đậu mùa?] Gotha, 7 tháng 12 năm 1657).
7. Friedrich I, Công tước xứ Sachsen-Gotha-Altenburg (s. Gotha, 15 tháng 7 năm 1646 – d. Friedrichswerth, 2 tháng 8 năm 1691).
8. Albrecht V, Công tước xứ Sachsen-Coburg (s. Gotha, 24 tháng 5 năm 1648 – d. Coburg, 6 tháng 8 năm 1699).
9. Bernhard I, Công tước xứ Sachsen-Meiningen (s. Gotha, 10 tháng 9 năm 1649 – d. Meiningen, 27 tháng 4 năm 1706).
10. Heinrich, Công tước xứ Sachsen-Römhild (s. Gotha, 19 tháng 11 năm 1650 – d. Römhild, 13 tháng 5 năm 1710).
11. Christian, Công tước xứ Sachsen-Eisenberg (sinh Gotha, 6 tháng 1 năm 1653 – mất Eisenberg, 28 tháng 4 năm 1707).
12. Dorothea Maria (s. Gotha, 12 tháng 2 năm 1654 – d. Gotha, 17 tháng 6 năm 1682).
13. Ernst, Công tước xứ Sachsen-Hildburghausen (s. Gotha, 12 tháng 6 năm 1655 – d. Hildburghausen, 17 tháng 10 năm 1715).
14. Johann Philipp (s. Gotha, 1 tháng 3 năm 1657 – d. Gotha, 19 tháng 5 năm 1657).
15. Johann Ernst IV, Công tước xứ Sachsen-Coburg-Saalfeld (s. Gotha, 22 tháng 8 năm 1658 – d. Saalfeld, 17 tháng 2 năm 1729).
16. Johanna Elisabeth (s. Gotha, 2 tháng 9 năm 1660 – d. Gotha, 18 tháng 12 năm 1660).
17. Johann Philipp (s. Gotha, 16 tháng 11 năm 1661 – d. Gotha, 13 tháng 3 năm 1662).
18. Sophie Elisabeth (s. Gotha, 19 tháng 5 năm 1663 – d. Gotha, 23 tháng 5 năm 1663).

Con trai cả của họ, Công tử Friedrich là người đầu tiên kế thừa danh hiệu này. Cháu gái của ông từ người con trai này, Anna Sophie xứ Sachsen-Gotha-Altenburg[1], là tổ tiên mẫu hệ trực tiếp của Sa hoàng Nicholas II của Nga. Con trai nhỏ của ông, Công tử Johann Ernst, là cha của Franz Josias, Công tước xứ Sachsen-Coburg-Saalfeld.[2]