U genetici, homologni kromosomi sadrže gene za iste karakteristike organizma. Točnije, svaka kopija kromosoma ima gen za karakteristiku koji se nalazi na istom mjestu, odnosno lokusima. Homologno dolazi iz grčkog gdje homo znači sličan, a logous znači proporcionalan ili proporcionalan.
Kromosomi se sastoje od proteina i DNK, deoksiribonukleinske kiseline, koja nosi upute za nasljeđivanje karakteristika unutar organizama. Gotovo sve stanice pojedinog organizma imaju istu količinu i vrstu DNK. DNK se uglavnom nalazi u jezgri u čvrsto smotanim nitima, a to su kromosomi. Ovisno o vrsti stanice, različiti dijelovi kromosoma koriste se za stvaranje različitih tvari koje određuju funkciju stanice.
Upute za karakteristike organizma zapravo se nalaze unutar gena. Geni su dijelovi DNK, tako da se mnogi geni mogu pronaći duž duljina DNK koji čine kromosome. Svi geni imaju više od jedne verzije, pa kada su kromosomi naslijeđeni iz roditeljskih stanica, verzija gena ili alela nije uvijek ista. Iako homologni kromosomi imaju iste gene, ne moraju imati isti alel za svaki gen.
Ako svaki kromosom iz homolognog para kromosoma ima isti alel za određeni gen, kaže se da je homozigot. Ako su aleli različiti, tada se stanica naziva heterozigotna. Način na koji aleli međusobno djeluju određuje karakteristike potomstva. Aleli mogu biti dominantni ili recesivni i, ako su prisutni različiti aleli, dominantni alel će odrediti karakteristike potomstva.
Unutar somatskih, nereproduktivnih stanica svakog organizma, postoje dvije kopije svakog kromosoma. Stanice koje imaju dvije kopije svakog kromosoma nazivaju se diploidne stanice, a one koje imaju samo jednu kopiju nazivaju se haploidne stanice. Reproduktivne stanice, odnosno gamete, imaju samo jednu kopiju svakog kromosoma, pa su haploidne. To osigurava da stanice koje nastaju fuzijom dviju stanica gameta imaju točan broj kromosoma nakon oplodnje.
Na primjer, ljudske somatske stanice imaju 46 kromosoma unutar svojih jezgri, odnosno 23 para homolognih kromosoma. Po jedan od svakog para dolazi od majke, a jedan od oca. Ljudske spolne stanice, spermij i jajne stanice (jajne stanice), svaka sadrži samo 23 kromosoma. Tijekom oplodnje, jedan spermij i jedna jajna stanica se spajaju stvarajući stanicu koja ima puni komplet od 46 kromosoma.