Homolog to chromosom, który ma takie same cechy jak inny chromosom odziedziczony od innego rodzica. Podczas mejozy, gdy chromosomy łączą się w pary, aby się zduplikować, homologi łączą się ze sobą. Ludzie mają w swoim ciele 23 pary chromosomów homologicznych, składające się z 23 chromosomów odziedziczonych po każdym z rodziców.
Chromosomy w parze są tej samej długości i mają te same allele do kodowania różnych cech znajdujących się w tych samych pozycjach na ich długości. Jednak allele mogą być inne. Na przykład dana osoba może mieć jeden allel dla włosów blond i jeden dla włosów brązowych. W zależności od tego, który jest dominujący, wyrażona zostanie tylko jedna cecha. Niektórzy ludzie dziedziczą dwa identyczne allele, po jednym od każdego rodzica, w którym to przypadku para homologów będzie miała identyczne kopie.
Każdy homolog jest w stanie znaleźć pasujący do siebie chromosom i łączyć się w pary podczas mejozy. Informacja genetyczna z obu chromosomów jest kopiowana w celu tworzenia nowych komórek. Osoby badające genetykę numerują pary dla wygody, a kiedy chromosomy są analizowane, jednym z pierwszych kroków jest łączenie w pary wszystkich homologów, aby potwierdzić, że ktoś ma oczekiwaną liczbę chromosomów i szukać oczywistych oznak problemu.
Chromosomy płciowe są szczególnym wyjątkiem od reguły, że homologi są zwykle tej samej długości. Podczas gdy chromosomy X znalezione u genetycznych samic są tej samej wielkości, chromosom Y u mężczyzn jest w rzeczywistości krótszy niż chromosom X. Te dwa chromosomy tworzą parę homologiczną, w której połówki pary mają różne rozmiary. Zmienność struktury chromosomów X i Y jest odzwierciedleniem ewolucji człowieka.
U osób z pewnymi zaburzeniami genetycznymi pary chromosomów mogą zostać w jakiś sposób zakłócone. Czasami w chromosomach brakuje informacji, co powoduje, że chromosomy niepłciowe mają różne rozmiary, niektórym osobom całkowicie brakuje pewnych chromosomów, a innym osobom jest ich za dużo. Można to zidentyfikować w kariotypie, obrazie chromosomów utworzonym za pomocą barwienia i mikroskopii.
Termin „homolog” jest również używany w biologii w innym znaczeniu, aby opisać cechy przekazywane organizmom przez wspólnych przodków. Wiele organizmów ma wspólne cechy fizyczne, które odzwierciedlają ich wspólne dziedzictwo genetyczne, takie jak kończyny przednie obserwowane u ssaków, od koni po koty domowe. Kiedy pojawia się rozbieżność ewolucyjna i cechy fizyczne ewoluują dla nowych celów i na różne sposoby, mówi się, że są one analogiczne.