Nieidentyczne bliźnięta występują, gdy kobieta produkuje dwa oddzielne jajka, które następnie są zapładniane przez dwa różne plemniki. Powstałe bliźniaki czasami wyglądają podobnie, ale mają odrębną tożsamość genetyczną, podobnie jak dzieci tych samych rodziców podczas różnych ciąż. Inną nazwą dla bliźniaków nieidentycznych są bliźnięta z rodziny braterskiej.
Nieidentyczne bliźnięta powstają tylko wtedy, gdy dwa jajeczka wypuszczają podczas tej samej owulacji. W niektórych przypadkach jaja są uwalniane jednocześnie. W innych jajniki początkowo uwalniają jedno jajo. Po zapłodnieniu jajo zaczyna poruszać się do macicy, by się przywiązać. Jajniki wypuszczają następnie drugie jajo, zapłodnione późniejszym aktem współżycia seksualnego. To prowadzi do potencjału kobiety rodzącej nieidentyczne bliźnięta z dwoma oddzielnymi ojcami. W tym przypadku tożsamość genetyczna bliźniąt jest taka sama jak pół-rodzeństwo urodzone z oddzielnych ciąż.
Płeć braci bliźniąt ma szansę się różnić. Identyczne bliźnięta rozwijają się, gdy pojedyncze jajo zapłodnione przez pojedynczą spermę dzieli się, tworząc dwa różne dzieci. Te bliźnięta mają tę samą tożsamość genetyczną. Identyczne bliźnięta są zawsze tej samej płci.
Podczas gdy niektóre kobiety wytwarzają wiele jaj z każdą owulacją, inne zaczynają wytwarzać wiele jaj w miarę starzenia. Genetyka odgrywa również rolę w przypadku poczęcia bliźniaków. Używanie leków na płodność zwiększa szansę na wytworzenie więcej niż jednego jaja podczas każdego cyklu.
