Homolog kromozomlar aynı genlere, gen düzenine ve ortak yaklaşık uzunluğa sahiptirler. Bir homolog kromozom üzerinde belirli bir bölgede bulunan her gen için, aynı gen, homolog çiftin diğer kromozomunda aynı bölgede bulunur.
Bir organizma, anne-babadan homolog bir çiftin bir kromozomunu ve diğer kromozomu, baba-baba ebeveyne miras alır. Her iki kromozom aynı gen ve lokuslara sahip olmasına rağmen, bu genlerin farklı alellerini veya versiyonlarını içerebilirler. Örneğin, bir bezelye bitkisindeki maternal olarak kalıtsal bir kromozom, yeşil bir bakla kodlayan bir alel içerebilir, sarı bir bakla için alel, baba tarafından miras alınan homolog kromozom üzerinde aynı yerde bulunabilir. Bir genin alelleri arasındaki farklar, DNA sekanslarındaki sapmalarla belirlenir.
Bir diploid organizma, hücrelerinin her birinde cinsiyet kromozomları hariç, her tür kromozomun iki kopyasına sahiptir. Örneğin insanlar, hücrelerinde toplam 46 kromozom vardır. İnsan dişilerinde X kromozomu adı verilen iki cinsiyet kromozomunun iki kopyası vardır, bu yüzden 23 set homolog kromozom vardır. Bununla birlikte insan erkeklerinde bir X cinsiyet kromozomu ve bir Y cinsiyet kromozomu vardır, bu yüzden 22 set homolog kromozom, ayrıca homolog olmayan iki cinsiyet kromozomu vardır.
