同源染色体是在二倍体生物细胞中,形态、结构基本相同的染色体。一对同源染色体在受精时配对,其中一个来自母方,另一个来自父方,故名称中的同源并非指两条染色体来自同一名亲代(同源的英文homologous也有同型、对应的意思)。同源染色体在减数第一次分裂(参考减数分裂)的四分体时期中彼此联会(若是三倍体及其他奇数倍体生物细胞,联会时会发生紊乱)最后分开到不同的生殖细胞(即精子、卵细胞/极核)的一对染色体。尽管XY染色体仅部分同源,但因其能在减数分裂过程中发生联会,因此一般认为XY染色体也是同源染色体。
不属于同一对的染色体称为非同源染色体。