Les chromosomes homologues sont les paires de chromosomes d'un organisme diploïde. Ce sont les chromosomes qui s'accouplent lors de la méiose.

À l'exception des chromosomes sexuels, chaque paire a les loci du gène dans les mêmes positions sur chaque chromosome, et le centromère dans la même position. Ils ne sont pas génétiquement identiques car ils ont généralement des allèles (versions d'un gène) différents sur certains des loci.

Le fait le plus important est que les chromosomes homologues s'accouplent physiquement pour la méiose, la division cellulaire qui produit les gamètes. Au cours de cet appariement, un croisement a lieu entre les chromatides de chaque paire. Cet échange d'allèles signifie que les descendants ne sont pas identiques entre eux, ni à l'un ou l'autre de leurs parents. En d'autres termes, le processus augmente la variation génétique dans la population.

Les chromosomes sexuels ne s'accouplent que dans les parties où le matériel génétique (loci) des deux membres de la paire est similaire.