同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，同源染色体在有丝分裂中期和减数第一次分裂的四分体时期存在，同源染色体一个来自父本，一个来自母本，形态、大小和结构相同。

同源染色体在减数分裂和有丝分裂过程中都很重要，它允许来自母体和父体的遗传物质通过进行重组和随机分离进入新细胞。减数分裂以后形成的配子（生殖细胞）中没有同源染色体，只有在受精作用后，精子的细胞核和卵子的细胞核融合后染色体数加倍，在这以后才有了同源染色体。