若是單一受精卵因為不明原因而分裂成兩個並獨自發育成胚胎, 則稱為同卵孿生。 他們最初是由單一卵子受精, 形成胚胎, 胚胎在發育期間才偶然分裂成兩個胚胎, 所以他們的遺傳基因及性別是完全相同。 因為基因相同, 除了某些由於隨機原因而產生的特徵(例如指紋和虹紋等)之外先天上兩個個體性狀完全相同, 因此同卵孿生的在外觀上非常接近。
另外, 還有可能是一粒卵子在受精前分裂, 但不完全分離, 然後這兩粒卵子各自受精, 再分離。 但是, 這種情況目前世界上只有一個案例。
首先, 如果雙胞胎的性別不同, 那麼他們肯定是異卵雙胞胎(除了2001年出生的一對半同卵雙胞胎, 其中一個為男性, 另一個為雌雄同體)。 如果性別相同, 那麼還需要進一步的區分。 出生時, 醫生可能會告訴您, 兩個孩子是一個胎盤或是兩個胎盤。 一個胎盤說明是同卵雙胞胎, 兩個胎盤就是異卵雙胞胎。 但這種概念是錯誤的。 雖然, 胎盤、胎膜的狀況與雙胞胎的卵性有一定關係, 但不是絕對的, 所以不能單單根據這個來判斷。
一般人們會通過相貌來判斷, 有的雙胞胎就像一個模子裡刻出來似的, 他們多半是同卵雙胞胎, 長得不太像的則多半是異卵雙胞胎。
相似法還可以通過血型鑒定來實現。 一般必須聯合測定幾種血型, 如ABO、P、MN、S、RH等, 測定的血型越多, 準確性越高。 有一種及以上的血型不同, 則為異卵雙胞胎。 如果全部相同, 則可以在一定的概率水準下說他們是同卵雙胞胎。
現在, 我們又有了另一種更可靠的方法, 就是鑒定DNA。 其工作原理和親子鑒定的差不多。