Mặc dù có vẻ kỳ lạ nhưng các cặp song sinh có thể có cha khác mẹ. Khi sinh đôi có cha khác mẹ, chúng được gọi là cặp song sinh "cùng cha khác mẹ".
Thông thường, một phụ nữ sẽ rụng một quả trứng tại một thời điểm. Tuy nhiên, có những trường hợp người phụ nữ có thể rụng hai trứng trong cùng một chu kỳ. Sự thụ tinh của nhiều trứng không nhất thiết phải xảy ra trong một lần giao hợp. Khi cả hai trứng được thụ tinh bởi cùng một con đực, ngay cả khi các trứng được thụ tinh vào những thời điểm khác nhau, thì những cặp song sinh được coi là anh em. Khi mỗi trứng được thụ tinh bởi một con đực riêng biệt, cặp song sinh song sinh cùng cha khác mẹ sẽ xảy ra.
