Um homólogo é um cromossomo que compartilha características com outro cromossomo herdado de um pai diferente. Durante a meiose, quando os cromossomos se emparelham para se duplicar, os homólogos se unem. Os humanos têm 23 pares de cromossomos homólogos em seu corpo, consistindo de 23 cromossomos herdados de cada um dos pais.
Os cromossomos em um par têm o mesmo comprimento e os mesmos alelos para codificar várias características localizadas nas mesmas posições ao longo de seus comprimentos. No entanto, os alelos podem ser diferentes. Uma pessoa pode ter um alelo para cabelos loiros e outro para cabelos castanhos, por exemplo. Dependendo de qual é dominante, apenas uma característica será expressa. Algumas pessoas herdam dois alelos idênticos, um de cada pai, caso em que o par homólogo terá cópias idênticas.
Cada homólogo é capaz de encontrar o cromossomo com o qual combina e emparelhar durante a meiose. A informação genética de ambos os cromossomos é copiada com o propósito de formar novas células. Pessoas que estudam genética numeram os pares por conveniência e quando os cromossomos são analisados, um dos primeiros passos é emparelhar todos os homólogos para confirmar se alguém tem o número de cromossomos esperados e procurar sinais óbvios de um problema.
Os cromossomos sexuais são uma exceção especial à regra de que os homólogos geralmente têm o mesmo comprimento. Enquanto os cromossomos X encontrados nas fêmeas genéticas são do mesmo tamanho, o cromossomo Y nos machos é na verdade mais curto do que o cromossomo X. Esses dois cromossomos criam um par homólogo em que as metades do par têm tamanhos diferentes. A variação na estrutura dos cromossomos X e Y é um reflexo da evolução humana.
Em pessoas com certas doenças genéticas, os pares de cromossomos podem ser interrompidos de alguma forma. Às vezes, os cromossomos têm informações ausentes, fazendo com que os cromossomos não sexuais tenham tamanhos diferentes, algumas pessoas estão perdendo certos cromossomos completamente e outras pessoas têm cromossomos demais. Isso pode ser identificado em um cariótipo, uma imagem dos cromossomos criados com o uso de coloração e microscopia.
O termo homólogo também é usado em outro sentido na biologia para descrever características transmitidas aos organismos por ancestrais comuns. Muitos organismos compartilham características físicas que refletem sua herança genética mútua, como os membros anteriores vistos em mamíferos, de cavalos a gatos domésticos. Quando ocorre uma divergência evolutiva e as características físicas evoluem para novos propósitos e de maneiras diferentes, diz-se que são análogas.