Kromosom homolog adalah pasangan kromosom dalam organisme diploid. Mereka adalah kromosom yang berpasangan selama meiosis.

Dengan pengecualian kromosom seks, setiap pasangan memiliki lokus gen pada posisi yang sama pada setiap kromosom, dan sentromer pada posisi yang sama. Mereka tidak identik secara genetik karena mereka biasanya akan memiliki alel (versi gen) yang berbeda pada beberapa lokus.

Fakta yang paling penting adalah bahwa kromosom homolog secara fisik berpasangan untuk meiosis, pembelahan sel yang menghasilkan gamet. Selama pasangan ini, persilangan terjadi di antara kromatid dari setiap pasangan. Pertukaran alel ini berarti keturunannya tidak identik satu sama lain, atau dengan salah satu induknya. Dengan kata lain, proses ini meningkatkan variasi genetik dalam populasi.

Kromosom seks hanya berpasangan di sepanjang bagian di mana terdapat materi genetik yang sama (lokus) pada kedua anggota pasangan.