同源染色体(homologous chromosomes)：有丝分裂中期看到的长度和着丝点位置相同的两个染色体，或减数分裂时看到的两两配对的染色体。

同源染色体一个来自父体，一个来自母体；它们的形态、大小和结构一般相同。由于每种生物染色体的数目是一定的，所以它们的同源染色体的对数也一定。例如豌豆有14条染色体，7对同源染色体。

同源染色体上常含有不同的等位基因，减数分裂时又进行了交换并随机地分配到不同的性细胞中去，这对于遗传重组有重要意义。

正常细胞中，一对同源染色体若表示为由两条染色体A、B组成，在减数分裂中变成"AA`"组和"BB`"组，两组联会形成四分体。

有丝分裂中变成"AA`"组和"BB`"组，但两组不联会，在有丝分裂中期染色体的着丝点整齐排列在赤道板上，着丝点分开后染色体平均分配到两个子细胞。

在大多数情况下，同源配对发生在生殖细胞中，但体细胞中也有发生。例如，人类体细胞具有非常严格调节的同源配对(分离成染色体疆域，在发育信号控制下在特定基因位点配对)。其他物种(特别是果蝇)同源配对更频繁。

在21世纪早期的高通量筛选阐明了体细胞中同源配对的各种功能。