Các nhiễm sắc thể tương đồng không giữ nguyên vẹn trong quá trình giảm phân. Trao đổi chéo là sự trao đổi vật chất di truyền qua lại giữa các chromatid không phải là chromatid chị em của các nhiễm sắc thể tương đồng. Quá trình này xảy ra trong kỳ đầu I và tạo ra các tổ hợp alen mới.

Các điểm trao đổi vật lý được gọi là chiasma. Trao đổi chéo làm tăng tính đa dạng di truyền giữa các giao tử và do đó giữa các thế hệ con cháu. Nó cũng giúp giữ các nhiễm sắc thể tương đồng lại với nhau cho đến khi chúng phân ly đúng cách. Tần suất trao đổi chéo giữa hai locus được sử dụng để xây dựng bản đồ di truyền.

Những sai sót trong quá trình này có thể dẫn đến việc xóa bỏ, nhân đôi hoặc các sắp xếp lại khác. Các nhà tế bào học quan sát các điểm bắt chéo dưới kính hiển vi; các phương pháp phân tử phát hiện các phân tử DNA tái tổ hợp. Nếu không có sự trao đổi chéo, sự liên kết sẽ là tuyệt đối và sự biến dị di truyền sẽ bị hạn chế hơn nhiều.

• Trao đổi DNA giữa các nhiễm sắc thể tương đồng
• Xảy ra trong kỳ đầu I của giảm phân
• Tạo ra sự tái tổ hợp gen
• Có thể nhìn thấy các chiasma dưới kính hiển vi.