A fecundação resulta da junção de duas células sexuais (masculina e feminina), mais especificamente da união da informação genética constante nessas células. Normalmente, dessa união resulta um único indivíduo, no entanto, podem ocorrer alguns fenómenos que levam a que, na mesma gestação, possa surgir mais do que um. Quando isso acontece dizemos que estamos perante uma situação de gémeos.

Os gémeos podem ser “verdadeiros” ou “falsos”. Chamam-se gémeos verdadeiros quando após a fecundação do óvulo pelo espermatozóide, na segunda divisão da célula resultante (o ovo), cada uma dessas células segue um percurso de desenvolvimento individual, originando dois indivíduos em simultâneo. Como as células que iniciaram o processo são cópias da célula inicial resultante da fecundação, os dois indivíduos serão geneticamente iguais (ambos partilham até a mesma placenta e saco amniótico). Isto explica as semelhanças que podemos observar, por vezes tão grandes, que não conseguimos distinguir os dois irmãos (ou irmãs). Podemos mesmo dizer que se trata de um processo de “clonagem natural”.

Os gémeos falsos resultam da fecundação de dois óvulos diferentes por dois espermatozóides diferentes. Por vários motivos, a mulher pode ter uma ovulação em que é libertado mais do que um óvulo do(s) ovário(s) para as trompas de falópio. Assim, os dois óvulos ficam suscetíveis de serem fecundados por espermatozóides que podem estar presentes no corpo feminino após uma relação sexual.

Quando esses espermatozóides entram em contacto com os óvulos disponíveis, vão fecundá-los, originando dois indivíduos diferentes (podendo ser do mesmo sexo ou até de sexo diferente – consoante o espermatozóide for X ou Y). Podemos, assim, dizer que se trata de um caso em que a mulher tem duas gravidezes em simultâneo, pois cada indivíduo tem a sua placenta e saco amniótico.