Genetiikassa homologiset kromosomit sisältävät geenejä samoille organismin ominaisuuksille. Tarkemmin sanottuna jokaisessa kromosomikopiossa on ominaisuuden geeni, joka sijaitsee samassa paikassa tai lokuksissa. Homologinen tulee kreikan kielestä, jossa homo tarkoittaa samanlaista ja logous tarkoittaa suhteellista tai suhteessa.
Kromosomit koostuvat proteiinista ja DNA: sta, deoksiribonukleiinihaposta, joka sisältää ohjeita ominaisuuksien periytymisestä organismeissa. Lähes kaikissa yksittäisen organismin soluissa on sama määrä ja tyyppi DNA: ta. DNA löytyy enimmäkseen ytimestä tiukasti kiertyneissä säikeissä, jotka ovat kromosomeja. Solutyypistä riippuen kromosomien eri osista valmistetaan erilaisia aineita, jotka määrittävät solun toiminnan.
Ohjeet organismin ominaisuuksista sijaitsevat itse asiassa geeneissä. Geenit ovat DNA: n osia, joten monia geenejä löytyy kromosomien muodostavan DNA: n pituudelta. Kaikilla geeneillä on useampi kuin yksi versio, joten kun kromosomit periytyvät emosoluista, geeniversio tai alleeli ei ole aina sama. Vaikka homologisilla kromosomeilla on samat geenit, niillä ei tarvitse olla samaa alleelia kullekin geenille.
Jos jokaisella homologisen kromosomiparin kromosomilla on sama alleeli tietylle geenille, sen sanotaan olevan homotsygoottinen. Jos alleelit ovat erilaisia, solua kutsutaan heterotsygoottiseksi. Alleelien vuorovaikutustapa määrittää jälkeläisten ominaisuudet. Alleelit voivat olla hallitsevia tai resessiivisiä, ja jos eri alleeleja on läsnä, hallitseva alleeli määrittää jälkeläisten ominaispiirteet.
Kunkin organismin somaattisissa, ei-lisääntymissoluissa on kaksi kopiota jokaisesta kromosomista. Soluja, joissa on kaksi kopiota kustakin kromosomista, kutsutaan diploidisoluiksi ja soluja, joissa on vain yksi kopio, kutsutaan haploidisoluiksi. Lisääntymissoluilla eli sukusoluilla on vain yksi kopio jokaisesta kromosomista, joten ne ovat haploidisia. Tämä varmistaa, että kahden sukusolun fuusion kautta muodostuneilla soluilla on oikea määrä kromosomeja hedelmöityksen jälkeen.
Esimerkiksi ihmisen somaattisten solujen ytimessä on 46 kromosomia tai 23 paria homologisia kromosomeja. Yksi kustakin parista tulee äidiltä ja toinen isältä. Ihmisen sukusolut, siittiöt ja munasolut (munat) sisältävät kumpikin vain 23 kromosomia. Hedelmöityksen aikana yksi siittiö ja yksi munasolu sulautuvat muodostamaan solun, jossa on täysi 46 kromosomin täydennys.