I cromosomi omologhi hanno gli stessi geni, ordine dei geni e lunghezza approssimativa in comune. La posizione di un gene è chiamata loci. Per ogni gene presente in un determinato locus su un cromosoma omologato, lo stesso gene esiste nello stesso loci sull'altro cromosoma della coppia omologa.
Un organismo eredita un cromosoma di una coppia omologa dal genitore materno e l'altro cromosoma dal genitore paterno. Sebbene entrambi i cromosomi posseggano gli stessi geni e loci, possono presentare diversi alleli o versioni di questi geni. Ad esempio, un cromosoma ereditato per via materna in una pianta di piselli può contenere un allele che codifica per un baccello verde, mentre l'allele di un baccello giallo può essere trovato nella stessa posizione sul cromosoma omologato paterno. Le differenze tra alleli di un gene sono determinate da deviazioni nelle loro sequenze di DNA.
Un organismo diploide possiede due copie di ciascun tipo di cromosoma, con la potenziale eccezione dei cromosomi sessuali, in ciascuna delle sue cellule. Gli esseri umani, per esempio, hanno un totale di 46 cromosomi nelle loro cellule. Le femmine umane hanno due copie del cromosoma sessuale chiamato cromosoma X, quindi hanno 23 serie di cromosomi omologhi. I maschi umani, tuttavia, possiedono un cromosoma sessuale X e un cromosoma sessuale Y, quindi hanno 22 set di cromosomi omologhi, più due cromosomi sessuali che non sono omologhi.
