基因重組是指基因重新組合的過程，是指非等位基因之間的組合，因此它只發生在減數分裂中，位於同一條染色體上的基因只能透過同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換重新組合。位於不同染色體上的基因則透過第一次減數分裂末期同源染色體分離，非同源染色體隨機組合分為兩組移向細胞兩極隨染色體隨機組合。而受精作用只是雌雄配子的基因合到一起，基因重新組合的過程已經結束，所以不發生基因重組。每條染色體的兩份複製在有些位置可能具有不同的等位基因，透過互換染色體間相應的部分，可產生於親本不同的重組染色體。重組來源於染色體物質的物理交換，減數分裂前期，每條染色體有4份複製，所有的4份複製緊密相連，發生聯會。擴充套件資料：發生重組的必須條件是兩條DNA鏈的互補性。每條染色單體包含一條長的雙鏈DNA，發生重組的斷裂位點依賴於位點附近鹼基的互補配對。當雙鏈中的一條鏈與另一條雙鏈的一條鏈發生交叉時，將形成一條雜合DNA。每個重組包括左側親本雙鏈體DNA透過一段雜合DNA與右側的另一條親本雙鏈體相連。精子相當小，但能夠運動，呈蝌蚪狀進入卵細胞，而卵細胞體積相當大，並且是不可遊動的，如海膽的卵細胞體積是精細胞的10,000倍。儘管雌雄配子的體積不同，但它們為子代提供的核DNA是等量的，即各提供一套基因組。不過，由於卵細胞的體積大，子代細胞的細胞質結構和細胞質DNA基本都是由卵細胞提供的。由於減數分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性，導致不同配子遺傳物質的差異，加上受精過程中卵細胞和精子結合的隨機性，同一雙親的後代必然呈現多樣性。