生物可以通过有丝分裂进行无性繁殖。虽然无性繁殖非常有效，但它会产生基因完全相同的后代。这意味着整个种群对环境的适应能力和对疾病的抵抗力都是一样的。基因多样化的种群能够更好地进化和适应不断变化的环境。在有性生殖中，生殖细胞或配子在受精过程中融合，创造一个新的基因独特的个体。为了确保后代获得正常数量的染色体(在人类中是46,23对)，每个配子必须只包含正常体细胞遗传物质的一半。

减数分裂是一个细胞分裂过程，产生四个子细胞，每个子细胞包含一个基因组(1n)的副本。这四个子细胞被称为单倍体。含有2n的体细胞称为二倍体。减数分裂包括两轮分裂，减数分裂I和减数分裂II(图1)。在减数分裂I开始时，所有的染色体都被复制，就像有丝分裂一样。每个子细胞继承两个姐妹染色单体(复制的染色体)，但只有一个同源染色体对(父染色体或母染色体)。在下一轮的分裂中，减数分裂II，没有复制发生。现在，姐妹染色单体分开了。因此，减数分裂包括2轮细胞分裂，但只有1轮DNA复制。

图1:减数分裂的概述

基因重组有两种方式。首先，在早期减数分裂I中，同源染色体在一个称为交叉的过程中交换基因组的等价部分。第二，当同源染色体在减数分裂I后期分离时，母染色体和父染色体随机分布。