Sự trao đổi vật chất di truyền giữa các nhiễm sắc thể tương đồng được gọi là trao đổi chéo. Quá trình này xảy ra trong quá trình meiosis. Bởi vì quá trình lai chéo xảy ra ở các nhiễm sắc thể chị em, quá trình này cho phép tái tổ hợp và tạo ra sự đa dạng ở con cái được hình thành từ các tế bào con hoặc giao tử kết quả. Lai xa được coi là một kiểu tái tổ hợp di truyền và là nguồn đa dạng di truyền quan trọng ở người.
Trong quá trình meiosis I, các nhiễm sắc thể được sao chép. Các cặp nhiễm sắc thể tương đồng sắp xếp tương đồng với nhau. Trong thời gian này, các phần của các nhiễm sắc thể tương đồng chồng chéo lên nhau; những phần này bị đứt ra và di chuyển đến các phần tương đồng khác và gắn lại. Những nhiễm sắc thể này không còn là bản sao chính xác của nhiễm sắc thể mẹ ban đầu. Việc lai chéo xảy ra với độ chính xác đến mức, hầu hết thời gian, các gen không bị mất đi hoặc trở nên không hoạt động theo bất kỳ cách nào. Đôi khi, quá trình vượt qua này không chính xác hoặc trở nên sai lệch. Trong những trường hợp này, kết quả là thai nhi thường bị sẩy thai một cách tự nhiên. Trong những trường hợp như vậy, những đứa trẻ sống sót cho đến khi chào đời thường không sống quá năm đầu tiên.
Các nhiễm sắc thể X và Y hoặc giới tính tham gia vào một kiểu giao thoa đặc biệt. Một phần tương đồng được gọi là vùng giả nguyên tử (pseudoautosomal) tồn tại giữa X và Y, và những vùng này kết hợp với nhau trong quá trình meiosis. Không có phần nào khác của nhiễm sắc thể X và Y trải qua bất kỳ sự giao thoa nào.
