Los cromosomas homólogos tienen en común los mismos genes, orden genético y longitud aproximada. la ubicación de un gen se llama loci. Para cada gen que existe en un determinado loci en un cromosoma homólogo, el mismo gen existe en el mismo loci en el otro cromosoma del par homólogo.
Un organismo hereda un cromosoma de un par homólogo del progenitor materno y el otro cromosoma del progenitor paterno. Aunque ambos cromosomas poseen los mismos genes y loci, pueden presentar diferentes alelos o versiones de esos genes. Por ejemplo, un cromosoma de herencia materna en una planta de arveja puede contener un alelo que codifica una vaina verde, mientras que el alelo de una vaina amarilla se puede encontrar en la misma ubicación en el cromosoma homólogo de herencia paterna. Las diferencias entre los alelos de un gen están determinadas por las desviaciones en sus secuencias de ADN.
Un organismo diploide posee dos copias de cada tipo de cromosoma, con la posible excepción de los cromosomas sexuales, en cada una de sus células. Los seres humanos, por ejemplo, tienen un total de 46 cromosomas en sus células. Las hembras humanas tienen dos copias del cromosoma sexual llamado cromosoma X, por lo que tienen 23 juegos de cromosomas homólogos. Sin embargo, los hombres humanos poseen un cromosoma sexual X y un cromosoma sexual Y, por lo que tienen 22 juegos de cromosomas homólogos, más dos cromosomas sexuales que no son homólogos.
